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本论文的主要内容是对量子信息中的任意五粒子量子态的隐形传送方案进行理论研究。
在量子力学基本原理的基础上,分析讨论了量子纠缠态的基本概念、基本性质和量子隐形传态的基本原理。我们提出了任意五粒子量子态隐形传送的一种方案,并给出了相应的理论分析和推导。
量子纠缠态是量子计算和量子通信的基础性资源之一。利用量子纠缠,能够在遥远两地传送量子态而无需传递携带该量子态的物理系统,实现量子态的离物传送,即所谓的量子隐形传态,它是量子通讯的核心。量子隐形传态已经分别在光子系统和离子系统中多次被实验验证,其理论研究也相当多见。随着粒子数的增加,多粒子量子隐形传态所涉及的计算基、测量基数量和幺正变换矩阵规模呈指数式增长,其理论分析的复杂性因而迅速增加。此前以见报道的理论研究最多达到四粒子量子隐形传态。
我们提出了任意五粒子量子态的隐形传送方案。当发送者对其所拥有的粒子进行五次联合Bell基测量,并将测量结果通过经典通道发送给接收者,则接收者只需对其所拥有的粒子进行相应的么正变换,即可重建初始的待传送量子态,从而实现量子态隐形传送。我们采用相互独立的EPR对作为量子通道,给出了概率为1的量子态隐形传送实现方案,并利用基本量子逻辑门设计了任意五粒子量子态的隐形传送所需要的量子逻辑线路。