在LOCC条件下直接探测未知量子态纠缠的方案

来源 :中国科学院半导体研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anilit
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纠缠在量子信息处理中起着重要的作用,它广泛地应用在量子隐形传态、量子密钥分配、量子稠密编码等方面。在使用纠缠之前,需要确定给定的系统中确实存在纠缠。对于一个未知的量子态,可以先使用量子解析技术重构量子态的密度矩阵,然后再根据已有的纠缠标准和纠缠判据描述量子态的纠缠。然而,这种方法并不是非常有效率的。Horodecki、Ekert、Alves和Carteret等人提出了一系列的直接探测未知量子态纠缠的方案,与量子解析的方法相比,这些直接探测的方案具有参数上的优势。   在本文中,主要工作围绕在局域操作和经典通讯(LOCC)条件下如何有效的探测未知量子态的纠缠这一问题展开。这一研究是源于纠缠是安全的量子密钥分配的前提条件。论文的内容如下。第一章,介绍了纠缠的基本概念、纠缠的判据和度量以及纠缠在量子通讯中的应用。第二章,回顾了量子解析技术和直接测量方案在理论以及实验上的进展。在第三章,提出了几个在LOCC条件下探测未知两体量子态纠缠的方案。首先,提出了借助转置映射的结构物理近似(SPA)在两量子比特量子态中探测PFT标准的LOCC方案。与之前的方案(借助部分转置映射的SPA)相比这个方案易于执行,因为转置映射的SPA已经作为优化量子克隆机的副产品在实验上实现了。其次,考虑了在LOCC条件下借助部分转置的SPA测量两量子比特形成纠缠的可能性,并提出了一个可能LOCC方案。然后,提出了一个改进的探测PPT标准的LOCC方案。由于SPA是不需要的,这一方案更易于实际执行。最后,提出了一个改进的LOCC测量两量子比特形成纠缠的方案。因为SPA是不必要的,这一方案比之前的方案更易于执行。在第四章,提出了一个推广的探测三体量子态函数的LOCC网络,并提出了一个在任意三体量子态中测量一组负性的LOCC方案。最后,在第五章,给出了一个简要的结论和展望。
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