基于纠缠的量子态分享理论研究

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量子信息学是量子力学与信息科学相结合产生的交叉学科。量子态分享是该学科内的一个重要的研究领域。本文主要介绍了我们利用纠缠量子态作为信道提出的四种量子态分享理论方案,内容包括:  1、提出一个优化量子态分享中资源消耗、操作复杂度以及效率的新思想[J. Phys. B41(2008)145506]。为阐述该思想,我们特设计了一种任意两qubit态三体分享方案,之后与邓等人提出的三个方案[Phys. Rev. A72(2005)044301,Eur. Phys. J. D39(2006)459]作了比较。我们方案表现出如下的一些优点:量子与经典资源消耗较少、必要操作的难度与强度降低、效率提高。  2、提出了一种决定性的任意未知单qutrit态三体分享方案[Eur. Phys. J. D41(2007)371]。该方案使用一个推广的GHZ态作为连接三个参与者的量子信道。发送者利用信道以如下的方式拆分了秘密量子态,即当且仅当两个分享者合作,双方才能共同恢复被拆分的秘密量子态。该方案被简略地推广到了多体情形。  3、提出了一种决定性的任意未知两qutrit态三体分享方案[Commun. Theor. Phys.49(2008)1191]。该方案使用两个推广的GHZ态作为连接三个参与者的量子信道。首先发送者做两个推广的Bell态测量并公布测量结果。基于合作,一分享者为帮助另一分享者最终恢复被拆分的秘密量子态,其进行了两个单qutrit投影测量并通告了对方。根据发送者与合作者的信息,被拆分的秘密量子态可确定地在另一分享者处恢复。该方案被简略地推广到了多体情形。  4、提出了一种几率性的一类未知两qutrit态三体分享方案[Commun. Theor. Phys.50(2008)873]。该方案是对第三种方案的初步拓展,即考虑量子信道为非最大纠缠态以及被拆分秘密量子态为一类两qutrit纠缠态情形。恢复过程中需要引入一个辅助qutrit并做合适的量子操作。被拆分的秘密量子态仅可几率性地被分享者恢复。我们给出了成功几率与量子信道波函数系数的关系。该方案被简略地推广到了多体情形。
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