量子隐形传态

量子隐形传态理论研究

摘要：量子通信是20世纪80年代兴起的一门新型科学，其包括量子通信和量子计算。而量子通信主要是将量子力学中的重要理论知识应用到通信中而产生的。其安全性非常高，这得益于量子力学的基本原理。量子通信涵盖的内容也是非常多的，比如量子隐形传态、量子密集编码、量子秘密共享、量子密钥分配和量子安全直接通信等。但是在这些领域里量子隐形传态研究的进展是非常显著的，也是最令人着迷的。量子隐形传态是通信双方以量子态为信息载体，利用量子力学原理和各种量子特性通过量子信道和经典信道实现信息的传送，它以其信息容量大、可靠性高等优点极大地推动了量子通信技术的发展进程。这里，我们重点以cluster态为量子信道，研究在现有实验条件下便于实际操作的隐形传送一特定或未知的两粒子纠缠态理论方案。

关键词：量子隐形传态，量子信道，经典信道两粒子纠缠态

Teleportation of quantum theory of contact

Abstract:Quantum communication is a new science rise of nineteen eighties, which includes quantum communication and quantum computation. Quantum communication is the main application of theoretical knowledge of quantum mechanics to the communication arising. Its security is very high, the basic principle of quantum mechanics in the thanks. Quantum communication covers is also very much, such as quantum teleportation, quantum dense coding, quantum secret sharing, quantum key distribution and quantum secure direct communication. Progress in these fields of quantum teleportation research is very significant, which is the most fascinating. Quantum teleportation is both sides of communication using quantum state as the information carrier, transmission of information through the quantum channel and classical channel by using the principle of quantum mechanics and quantum properties, with its advantages of large information capacity, high reliability, and greatly promoted the development of quantum communication technology. Here, we focus on the cluster state as quantum channel, two particles for the actual operation of the existing experimental conditions the teleportation of a specific or

unknown entangled state theory scheme.

Key words:Quantum teleportation ,the quantum channel ,channel classic，two particles entangled state

1 引言

我们现在所处的时代是一个信息高速发展的时代，信息的发展对于人类文明的进步与发展起着至关重要的作用。与此同时人类的发展对于信息的要求也提高了，这就促使人类要不断投身于信息科学的研究以满足人类需求。因此导致了信息科学的进一步完善。信息科学的发展是建立在新的原理与理论的基础上的。所以量子力学被应用到信息科学上并且产生了一门新型的科学叫量子信息学。这其中量子纠缠是关键。量子纠缠在量子信息科学中扮演的角色越来越重要由于其不确定性。纠缠被认为是量子信息进步的基础比如量子隐形传态，量子密集编码，量子秘密共享等等。作为量子纠缠的一个重要的应用量子隐形传态已成为量子信息科学研究领域的一个重要的分支并且取得了一系列有意义的应用，比如远程量子控制、远程量子克隆、远程量子计算机等等。量子隐形传态首先是被Bennet提出的。被Bouwmeester和Boschi实验发现可以从发送者传输一个未知状态的量子态到遥远的接受者通过一个量子轨道在经典信息的帮助。而且分散的纠缠状态使得发送一个未知状态通过一段远的距离变的可能。

三个量子比特的纠缠态可以被分类为GHZ和W经典态。在量子信息中这两种态被提倡大量的应用。例如，Shi提出一种通过GHZ经典态传送一个两粒子态的方案。我们提出的一种通过W经典态传送的两粒子态的方案。在上面两种提议中，都可以在一定程度上获得成功只要接受者执行一个恰当的结合操作，但是两种方案必须引进一个辅助的量子比特。而且他们传输的不是一个任意两个纠缠态。

四个量子比特中的纠缠态比三个量子比特中的纠缠态更加复杂。在Ref中，他们展示了集群态有一些奇怪的特征在N>3的状态下。例如，集群态都有GHZ 经典态和W经典态纠缠的性质，相比GHZT态他们很难被破坏通过固定的操作。我们呈现两种传输方案，被传送的两纠缠态的粒子都是在任意的状态下的，可以发现通过一个四粒子集群态。一种是传输一个特别的纠缠态，另外一种是传输任意两粒子的纠缠态。我们方案的成功率和保真度都达到了1.0

2 量子隐形传态的理论基础