[发明专利]基于非最大纠缠团簇态的四粒子团簇态多跳隐形传态方法

权利要求书

1.一种基于非最大纠缠团簇态的四粒子团簇态多跳隐形传态方法，其特征在于，包括：

步骤1：通信双方为源节点Alice与目标节点Bob，粒子1，2，3，4携带未知四比特团簇态，初期由Alice持有；Alice想要将该未知四比特团簇态，发送至目标节点Bob；中心服务器选择合适的路径并确定该路径上的中间节点数p，建立Alice、Bob与中间节点L_i(i＝1,2,3,…,p)量子纠缠信道；在传输路径上，Alice、Bob与p个中间节点之间彼此两两互联，彼此之间共享一个四比特非最大纠缠cluster态，形式如下；

系数为实数且满足归一化条件并且

其中Alice拥有粒子Bob拥有粒子中间节点L_i(i＝1,2,3,…,p)拥有粒子

步骤2：调制与测量，源节点Alice首先对粒子对{1,2}和{3,4}实施CNOT操作，将待传未知量子态的全部信息转移到粒子1，3上；

然后Alice与中间节点L_i对各自手中的粒子对实施CZ操作，其中为CZ操作的控制量子比特，为目标量子比特；此时所有量子信道形成的系统有如下形式：

步骤3：建立直接量子信道，中间节点L_i(i＝1,2,3,…,p)对所拥有的粒子对和执行Bell基测量，并将所有测量结果通过经典信道发送给Alice；源节点Alice根据中间节点发来的测量结果，选择相应的幺正操作与目标节点Bob建立直接量子信道；最终Alice与Bob建立了如下状态的量子系统：

当Alice收到中间节点发来的信息后，执行相应的幺正操作U₁和U₂的具体与Bob建立直接量子信道，具体幺正操作如下：

其中

在上述幺正操作U₁和U₂的作用下，Alice对粒子对执行CZ操作，最终Alice与Bob建立了如下状态的量子系统：

步骤4：传送未知量子态，Alice对手中的粒子对和执行Bell基测量；Bob根据Alice的测量结果引入辅助粒子，并执行相应的幺正操作就可以得到传送的未知量子态；此时所有量子信道形成的系统有如下形式：

为了方便表示，令

其中

Bob经过幺正操作后，将会得到以下四种不同形式的

若Alice对手中的粒子对1和的Bell测量结果为对粒子对3和的Bell测量结果为此时粒子和的状态为

之后，Bob引入一个辅助粒子|0_T并执行幺正操作(假设a＝min(a,b,c,d))，具体形式如下

此时整个量子系统为：

然后Bob对辅助粒子T执行单粒子测量；

接着Bob引入两个辅助粒子，并执行相应的置换操作，即可以恢复未知量子态；

“接着Bob引入两个辅助粒子，并执行相应的置换操作，即可以恢复未知量子态；”具体包括：Bob首先引入两个辅助粒子然后对粒子对和执行CNOT操作，如下所示：

最后Bob对粒子对执行CZ操作

此时Bob成功恢复了最初传送的未知四粒子团簇态。

2.如权利要求1所述的基于非最大纠缠团簇态的四粒子团簇态多跳隐形传态方法，其特征在于，若测量结果为|0_T那么整个系统塌缩为：

。