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量子信息学是当前国际研究中最活跃、最重要的课题之一。它主要是将量子力学的基本原理,例如量子力学不确定关系、态叠加原理、量子不可克隆定理等,运用到量子信息的处理、计算和传输的过程中。它可以实现诸多经典领域不能完成的量子信息处理问题,例如量子隐形传态、量子密集编码以及量子克隆等。量子不可克隆定理指出,对一个未知的量子态进行精确克隆是不可能的。但是,进行最优的近似克隆已在很多理论与实验研究中完成,这对量子克隆机的研究有一定的促进作用。量子克隆机是量子通讯中的一个重要工具,它不仅可以实现量子态的估计、测量以及量子密码的窃听,而且主要对相干态的局域与非局域量子克隆进行了研究,它在提升量子计算的速度以及在量子密钥分发的窃听应用中起到了重要的作用。由于量子不可克隆定理对量子信息和量子计算产生了深刻的影响,所以对相干态的局域与非局域量子克隆的研究在量子信息中变得非常重要。 本文的主要工作是围绕相干态的局域与非局域量子克隆展开,主要内容有以下几个方面: (1)首先,分析了无条件局域克隆方案,即利用分束器、半波片等线性光学元件与零拍探测系统,实现了对未知振幅分量和位相分量的连续变量相干态1→2的局域克隆。在此基础上,分析了无条件非局域克隆方案,该方案是量子信息协议中结合了克隆和隐形传送的一种新技术。它对于相干态非局域1→2的量子克隆有着重要的影响,在克隆过程中选取了一个合适的三组份纠缠态,利用三组份纠缠态之间的纠缠特性,最终使得相干态的非局域1→2量子克隆输出的保真度与局域克隆比较有所改变。 (2)在相干态1→2量子克隆的基础上,分析了相干态局域和非局域N→M量子克隆。其中,相干态局域N→M量子克隆过程是通过研究国内的一个小组在给定条件下的输入态,利用分束器、半波片等线性光学元件,单模压缩源,零拍探测系统,实现量子克隆的方案。该方案的特点是引用了单模压缩源的辅助。而在相干态非局域N→M量子克隆的方案中,其特点是使用了一个附加的双模压缩源。在使用了理想压缩源的情况下,局域与非局域量子克隆方案的克隆结果将达到一个最佳值。 (3)提出了利用三组份纠缠态进行相干态非局域1→2量子克隆的理论方案。此方案中用到的三组份纠缠态由压缩态经过分束器耦合产生,结果表明,由于关联度较高的纠缠光源的引入,得到克隆输出结果为对称克隆,并且其保真度得到提高。这对量子信息学中的量子信息传递、量子通讯协议、量子密钥分发等相关工作的开展起到了一定参考的作用。