[发明专利]基于七比特量子信道的联合远程态制备方法

说明书

本发明公开了一种基于七比特量子信道的联合远程态制备方法。本发明基于七比特量子信道的联合远程态制备方法，包括：在Duke的控制下，Alice，Bob，Charlie既是发送方也是接收方，两两联合制备所需的目标态；整个方法中由Alice，Bob，Charlie，Duke以及七比特量子信道构成，其中Alice，Bob和Charlie既是发送方也是接收方，Duke是控制方；在Duke的控制下，Alice和Bob联合为Charlie制备目标态，Bob和Charlie联合为Alice制备目标态，Charlie和Alice联合为Bob制备目标态。本发明的有益效果：1、本发明中Alice，Bob，Charlie既是发送方也是接收方，任意两个为第三方制备目标态，大大的提高了态制备的效率。2、本发明中可以同时制备3个目标态，提高了多个目标态制备的速度。

技术领域

本发明涉及量子态制备领域，具体涉及一种基于七比特量子信道的联合远程态制备方法。

背景技术

量子通信是量子信息学的一个重要分支，是量子信息中研究较早的领域。量子通信是以量子态作为信息单元来实现信息的有效传送。在量子通信中，除了需要传统的经典信道外，更为主要的还需建立通信各方之间的量子信道。所谓量子信道实际上就是通信各方之间的量子纠缠。量子纠缠在通信中的应用，创造出了用量子信道传送经典比特的“量子密集编码”、用经典辅助的办法传送量子态的“量子隐形传态”以及信息保密传送所需的“绝对安全的量子密码”等经典信息理论不可思议的奇迹[1]。

量子纠缠态是在量子力学多粒子体系或者多自由度体系中最普遍存在、但又是很特殊的一种量子态。它是量子力学的其妙特性之一，即对一个子系统的测量结果无法独立于对其他子系统的测量参数。1935年Einstein、Podolsky、Rosen发表了一篇简短而又很重要的文章[2]首先涉及到了纠缠态，后来被称为EPR佯谬。同年Schrodinger在他的的著名文章[3]中定义了纠缠态概念。纠缠态的提出促使了人们对正统量子力学更深刻的探讨，与纠缠态相关的理论和誓言是近几十年来量子力学进展的主要方向。纠缠态对人们认识量子力学的基本概念起着重要的作用。但它的功能不仅如此，随着量子信息科学这一新兴领域的蓬勃发展，量子纠缠态逐渐登上了量子信息领域的舞台并确立了其优势地位。量子纠缠态作为量子通信和量子计算的载体，广泛的被用于量子隐形传态、量子秘钥分发、量子密集编码、量子计算等领域。

量子态远程制备(remote state preparation)是在经典信息和纠缠态的基础上成功地实现传送一个已知的量子态。RSP用于在发送方Alice和接收方Bob之间传输一个已知状态。Bob通过执行适当的单一操作来获得目标状态。2000年，Lo[4]，Pati[5]和Bennett[6]等人提出了远程制备已知量子态的方案。隐形传输方案和远程制备方案有很多相似之处，但是前者所要传输的量子态的信息是未知的，这与后者是完全不同的。远程态制备方案中，先决条件是发送方知道所要传输的量子态的信息，所以又被称为“对已知态的量子隐形传输”。远程态制备的基本思想：首先发送者Alice和接受者Bob分享纠缠资源，Alice再进行一些经典信息和局域操作，以达到传输一个她完全已知但Bob未知的量子态。七比特量子信道也常被用于量子传送。例如，杨等人提出了一种基于受控隐形传态的改进量子代理盲签名方案[7]。李敏提出了一种改进的量子隐形传态方案，该方案用于具有七量子位量子信道的一个五量子位未知状态[8]。远程态制备是一个新兴的课题，一开始引起了各国学者的重视，如今在理论和实验上都取得了很大的进展。理论上，许多方案被提出。到目前为止，由于量子比特资源的消耗较低，RSP已经获得了越来越多的兴趣。已经提出了各种RSP协议，例如确定性RSP[9]，联合RSP(JRSP)[10,11]，受控RSP(CRSP)[12]-[17]，遗忘RSP[18]，低纠缠RSP[19]和连续变量RSP[20]。