环境辅助测量增强量子密集编码容量的研究

论文摘要

量子密集编码不仅是量子信息处理的重要研究领域之一,也是量子纠缠共享非常有趣的应用之一,为实现全球量子保密通信的绝对安全提供了前提研究条件。作为量子密集编码必不可少的资源,纠缠可以使无噪声量子信道的经典信息容量加倍。但是,实际的量子系统不可避免地与周围环境存在相互作用,纠缠因此而衰减,这大大降低了密集编码效率,甚至出现量子密集编码逊色于经典编码的情况。因此,有必要寻找能抑制环境退相干保护纠缠增强密集编码容量的方案。环境辅助测量技术可以从环境中获取额外信息有效抑制退相干,在量子信息任务处理过程中发挥着重要的作用。本文研究利用环境辅助测量技术抑制退相干增强噪声影响下量子密集编码容量的方案。主要研究内容和创新点如下:(1)提出利用环境辅助测量提高振幅阻尼噪声下的密集编码容量的方案。在环境辅助测量及其反转方案的帮助下,可以有效抑制振幅阻尼噪声的影响,并且以一定概率恢复未受噪声前的容量。与弱测量及其反转方案得到的结果相比,环境辅助测量及其反转方案在提高容量和成功概率上都具有明显优势。这些优势源于环境辅助测量可以从环境中提取额外信息用来抑制振幅阻尼噪声。(2)当连续使用信道时,具有关联效应的量子信道是研究噪声下量子通信的现实场景。在讨论关联振幅阻尼信道密集编码容量的基础上,利用两种弱测量及其反转方案增强密集编码能力。结果表明,它们都能够有效抑制关联振幅阻尼噪声并以一定的概率提高容量。但是,第一种方案能更好的提高容量,但成功概率较低;第二种方案在提高容量方面有欠缺,但成功概率较高。(3)提出利用环境辅助测量增强关联振幅阻尼噪声下密集编码容量的方案。结果表明,环境辅助测量技术可有效的抑制关联振幅阻尼噪声的影响,并且以一定的概率恢复未受噪声前的容量。与前面两种弱测量及其反转方案相比,环境辅助测量及其反转方案在提高容量和成功概率上均具有优势。这为抑制噪声有效的进行量子信息处理提供了一种可能的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 量子密集编码的研究进展
•     1.2.1 量子密集编码的核心思想
•     1.2.2 量子密集编码容量
•     1.2.3 量子概率密集编码
•     1.2.4 噪声下的量子密集编码
•   1.3 本文的主要内容和结构安排
• 第二章 量子测量技术
•   2.1 量子噪声概述
•     2.1.1 量子无记忆噪声
•     2.1.2 量子记忆噪声
•   2.2 量子测量技术介绍
•     2.2.1 弱测量及其反转技术
•     2.2.2 环境辅助测量及其反转技术
•   2.3 本章小结
• 第三章 利用环境辅助测量及其反转增强振幅阻尼信道的密集编码容量
•   3.1 振幅阻尼信道的密集编码容量
•   3.2 环境辅助测量及其反转增强密集编码容量
•   3.3 环境辅助测量及其反转与弱测量及其反转方案对比
•   3.4 结果与分析
•   3.5 本章小结
• 第四章 利用弱测量及其反转增强关联振幅阻尼信道的密集编码容量
•   4.1 关联振幅阻尼信道的密集编码容量
•   4.2 弱测量及其反转增强密集编码容量
•   4.3 两种弱测量及其反转方案对比
•   4.4 结果与分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 利用环境辅助测量及其反转增强关联振幅阻尼信道的密集编码容量
•   5.1 关联振幅阻尼信道与振幅阻尼信道的密集编码容量对比
•   5.2 环境辅助测量及其反转增强的密集编码容量
•   5.3 环境辅助测量及其反转与两种弱测量及其反转方案对比
•   5.4 结果与分析
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 全文总结
•   6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 魏东梅

导师: 李艳玲

关键词: 量子密集编码,振幅阻尼,关联振幅阻尼,环境辅助测量,弱测量

来源: 江西理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 江西理工大学

分类号: O413;TN918.1

总页数: 68

文件大小: 5021K

下载量: 27