量子隱形傳態(tài)的理論研究.pdf

1、量子密碼通信是最近二十多年發(fā)展起來(lái)的一種新的通信技術(shù)，它利用量子特性，如不可克隆定理，海森堡測(cè)不準(zhǔn)原則，非正交態(tài)不能可靠區(qū)分定理等來(lái)得到或提高通信的保密性。經(jīng)典密碼通信的最大隱患是被人破譯而不被察覺(jué)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。與經(jīng)典密碼通信不同，量子密碼通信的安全性不是基于計(jì)算的復(fù)雜性，而是植根于量子物理的基本特性來(lái)確立合法通信者較之竊聽(tīng)者的信息優(yōu)勢(shì)，從而確保通信安全。在量子通信中，隱形傳態(tài)和密集編碼是其中的兩個(gè)重要部分，隱形傳態(tài)是利用經(jīng)典輔

2、助的方法傳送未知的量子態(tài)，而量子密集編碼則是利用量子信道傳送經(jīng)典比特信息。
　　 本文首先介紹了量子隱形傳態(tài)和密集編碼的基本理論，然后對(duì)量子隱形傳態(tài)和密集編碼創(chuàng)新研究如下：
　　 一.討論量子隱形傳態(tài)及變換算符之間的關(guān)系：
　　 （1）對(duì)利用單個(gè)兩粒子及單個(gè)三粒子糾纏態(tài)作為量子信道實(shí)現(xiàn)三粒子糾纏W態(tài)的隱形傳態(tài)方案進(jìn)行討論。由波函數(shù)的疊加原理與算符變換出發(fā)，將體系的總量子量按照Bell基展開(kāi)實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)，給出了

3、變換算符與實(shí)際操作算符之間的聯(lián)系，驗(yàn)證了變換算符可逆是成功實(shí)現(xiàn)三粒子糾纏W態(tài)隱形傳態(tài)的必要條件。
　　 （2）研究了d—級(jí)，n—粒子隱形傳態(tài)及量子態(tài)算符變換之間的關(guān)系。利用部分糾纏態(tài)以及利用d—級(jí)n+1—粒子態(tài)作為量子信道對(duì)d—級(jí)，n—粒子態(tài)的隱形傳態(tài)方案進(jìn)行討論，分別將體系的總量子態(tài)按照擴(kuò)展Bell基展開(kāi)，給出了變換算符與實(shí)際隱形傳態(tài)過(guò)程中操作幺正算符之間的聯(lián)系，同時(shí)驗(yàn)證了變換算符可逆是成功實(shí)現(xiàn)d—級(jí)，n—粒子態(tài)的必要條件，分

4、析了兩種協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　 二.討論完美隱形傳態(tài)和密集編碼：
　　 （1）先提出一個(gè)完美隱形傳態(tài)和密集編碼協(xié)議，利用一類滿足一定條件的特殊態(tài)進(jìn)行x|0>（）N+y|1>的完美隱形傳態(tài)和密集編碼，發(fā)送者通過(guò)發(fā)送N-2量子比特可以傳送N比特的經(jīng)典信息。
　　 （2）提出了n粒子量子比特糾纏態(tài)對(duì)任意單粒子量子比特完美隱形傳態(tài)和密集編碼的充要條件，說(shuō)明發(fā)送者通過(guò)傳輸—量子比特能夠傳輸兩比特的經(jīng)典信息。
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