[发明专利]基于未知参数GHZ信道的概率远程复系数量子态制备方法

说明书

本发明涉及一种基于未知参数GHZ信道的概率远程复系数量子态制备方法，包括：通信的双方Alice₁、Alice₂与Bob预先共享两个相同的GHZ纠缠态作为量子信道且信道的参数未知，通过Alice₁、Alice₂执行单粒子测量操作并公开结果和Bob执行Bell测量、H测量操作，完成发送方Alice₁、Alice₂为接收方Bob联合远程态制备的目标。它主要包含四个步骤：(1)通信准备阶段。Alice₁、Alice₂为通信的发送方，Bob为通信的接收方，收发双方共享两对相同的参数未知GHZ态。本发明通过Bell测量、单粒子测量及H基测量及公布结果从而能实现信息的双向传递，将未知参数GHZ信道的概率态制备变为可能，在很大程度上能够实现在环境干扰的情况下进行信息传输，降低量子通信环境噪声对量子通信的干扰，减少信息失真。

技术领域

本发明涉及量子通讯技术，特别是涉及基于未知参数GHZ信道的概率远程复系数量子态制备方法。

背景技术

量子信息学是量子力学与信息学的融合。1935年，著名科学家爱因斯坦等人提出了EPR佯谬观[1]，使量子纠缠这一现象引发了人们强烈的兴趣，隐形传态和远程态制备等量子技术等都是利用量子纠缠态作为通道实现的。

量子隐形传态，是一种崭新的通信技术模式[2-5]。1993年，班尼特(Bennett)等人初次设计出利用量子与经典信道来传输未知单粒子量子态的传送方案。奥地利的Zeilinger研究团队[6]向世界第一次展示了关于量子的隐形传送全过程，并且取得成功，这一研究成果轰动了整个学术界。

量子远程制备协议自H.K.Lo提出以来被广泛讨论，A.K.Pati优化了经典资源开销和量子测量，c.H.Bennett等给出了远程制备的渐进传输速率，I.Devetak等利用低纠缠态研究了远程制备协议。2011年，Zhan等人[7]提出两种四粒子Cluster类态的JRSP协议。但方案还存在一些错误，此后An等人[8]发现并予以改正，更在此基础上改进，提出了一种新的JRSP协议；随后，Hou[9]利用两个二粒子非最大纠缠态，同样实现了实系数情况下Cluster类态的远程制备，并将其扩展到任意多方。到目前为止，人们已经提出了大量的远程态制备方案。如：高维远程态制备、低纠缠的远程态制备、多粒子远程态制备，等。然而，进行远程态制备的研究方案基本都是采用已知参数的信道，基于未知参数GHZ信道的概率态制备方法较为罕见，同时也具有很大的实用价值。

本发明参考文献如下：

[1]A Einstein，B Podolsky,N Rosen.Can quantum mechanical descriptionof physical reality be considered complete[J],Phys.Rev.Lett.1935,47777-780.

[2]MODLAWSKA J，GRUDKAAAdaptive quantum teleportation[J].Phys Rev A，2009，79(6)：064302.

[3]Q.Zhang,A.Goebel,C.Wagenknecht,et al.Experimental quantumteleportation of a two-qubit composite system[J].Nature Physics,2006,2:678–682.

[4]J.Yin,J.G.Ren,H.Lu,et al.Quantum teleportation and entanglementdistribution over 100-kilometre free-space channels[J].Nature,2012,488:185–188.