三能级系统的普适量子克隆

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我们生活在一个信息技术飞速发展的时代,信息科学给人类生活以及社会的发展带来了巨大的变化,量子信息理论就在这种环境下应运而生。量子信息科学是一门新兴的前沿学科,它是以量子力学的基本原理为基础,通过量子系统的一些相关联的特性进行计算、编码以及信息传递的全新科学。它包含量子纠缠,量子密钥共享,量子隐形传态,量子克隆和量子密钥分配等。在量子信息学中,量子密钥分配已经成为量子信息中非常重要的一个分支。它的安全性是由量子不可克隆定理和海森堡测不准原理共同来保证的。由于量子密钥分配的广泛应用,它能够作为量子信息中其它分支的基础。本论文对联合退相位噪声的量子密钥分配协议中,编码的特殊逻辑量子比特进行了研究,并找出了一个对此量子密钥分配协议中编码的特殊量子比特能克隆的普适量子克隆机。在本论文的第一章中,简单介绍了量子信息与量子计算的一些基础知识,主要包括常见的量子门,密度算子,量子密钥分配以及量子消相干。在本论文的第二章中,主要描述了量子不可克隆定理, N M的纯态克隆过程,和d维量子系统的普适量子克隆机,以及相应保真度的计算过程。第三章本论文先介绍了联合退相位噪声的量子密钥分配协议,经过对编码的特殊逻辑量子比特进行研究,发现此逻辑量子比特能以一个三能级量子系统态的任意线性组合而成。我们从d维量子系统的普适量子克隆机入手对此逻辑量子比特进行克隆,并计算出该克隆机的保真度。
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