基于三方纠缠信道的量子密集编码相关问题研究

论文摘要

量子信息学是量子力学与信息科学相结合的产物,是研究信息处理的一门新兴前沿科学.量子信息处理之所以比经典信息处理更加优越,很大程度上在于量子系统之间存在着超越经典的关联――量子纠缠.基于量子纠缠的量子密集编码具有比经典密集编码更强大的信息传输能力,进而成为量子信息领域关注的焦点.本文以量子力学的基本原理为基础,以受控密集编码和同时密集编码为重点,研究了量子密集编码的相关问题.主要内容如下:1.回顾了量子密集编码的具体研究方案,包括Bennett密集编码方案、受控密集编码方案、同时密集编码方案.其中,受控密集编码方案及同时密集编码方案是前者的推广,且这三种方案的信息传输量均优于经典通信的信息传输量.2.利用纠缠特性极强的W态作为量子信道,设计了两种等价的概率性受控密集编码方案.其一,在第三方控制下,通过引入辅助粒子并实施酉变换以一定概率实现受控密集编码;其二,通过投影测量、POVM测量来实现受控密集编码.结果表明:控制方可以通过调节测量角度来控制发送方与接收方之间的量子信道及信息传输量;通过这两种方案接收方得到的信息传输量是完全相等的.3.利用型纠缠态的非局域关联特性,引入新的锁操作双受控非门(DCNOT)锁住纠缠信道,提出了一种同时密集编码协议.一方面,该协议确保了两个接收方可以同时获得由一个发送方发送给各自的经典信息;另一方面,通过引入额外的“监测量子态”,该协议可以保证通信阶段抗拦截重发攻击的安全性.

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 本文研究思路及组织结构
•   1.3 符号说明
• 2 预备知识
•   2.1 量子比特及叠加性原理
•   2.2 量子纠缠与量子非局域性
•   2.3 量子比特的基本操作
•   2.4 量子测量
•   2.5 量子不可克隆定理
•   2.6 Schmidt分解
• 3 量子密集编码方案简介
•   3.1 Bennett密集编码方案简介
•   3.2 原始的受控密集编码方案简介
•   3.3 原始的同时密集编码方案简介
• 4 基于W态的受控密集编码协议设计
•   4.1 通过引入辅助粒子实现的受控密集编码
•   4.2 通过广义测量实现的受控密集编码
•   4.3 小结
• 5 基于x型纠缠态的同时密集编码协议设计
•   5.1 基于x型纠缠态的同时密集编码
•   5.2 同时密集编码协议安全性分析
•   5.3 小结
• 6 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在校期间的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨雪

导师: 莫智文,柏明强

关键词: 量子密集编码,量子纠缠,酉变换,投影测量,测量,双受控非门

来源: 四川师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 四川师范大学

分类号: O413;TN918

DOI: 10.27347/d.cnki.gssdu.2019.000100

总页数: 48

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