多粒子量子态的概率传送

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自1993年Bennett等人在题为“经由经典和EPR通道传送未知量子态”的开创性文献中提出了隐形传态的方案后,隐形传态已成为量子通讯领域最重要的研究对象之一,并得到了一系列很有意义的应用。 实现经典量子隐形传态通常包括三个步骤:一、EPR纠缠源的制备;二、对需要传送的粒子与EPR纠缠源中的发送者拥有的粒子实施联合Bell基测量;三、对EPR纠缠源中接收者拥有的粒子实行相应的幺正变换。 本文详尽地阐述了在与量子隐形传态相关的诸多量子力学基本概念及性质,回顾了科研工作者在单粒子态和多粒子态传态方面的贡献,在此基础上,力足于量子纠缠的非局域原理,主要讨论了三粒子任意态的隐形传态方案,提出一种运用扩展的Bell测量实现三粒子任意态的量子隐形传态方案,既构建64种正交的扩展Bell态,运用一个最大纠缠的六粒子量子态作为量子通道,在相互的经典通信和一些相应的单粒子幺正变换的协助下,信息的接受者Bob成功恢复了初始量子态,成功传态的总概率为1。在此基础上,利用一般意义的隐形传态方案,提出一种简便的新方法实现了一个N粒子任意态的概率传态。方法采用N个非最大纠缠的三粒子GHZ态作为量子通道,避免了引入额外的辅助粒子。为了实现传态,Alice将所有粒子分成N份,对第i份的粒子对(i,xi)实行Bell测量并将结果通过经典通道通知Bob,Bob对粒子(yi,zi)进行相应的操作就可以完成第i个粒子信息的传送。当完成N次相似的重复操作后,Bob就可以准确地重建初始传送态。最后对量子隐形传态令人期待的发展情景进行了展望。
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