[发明专利]一种基于量子失谐的量子网络编码方法

摘要

本发明公开一种基于量子失谐的量子网络编码方法，充分发挥量子失谐的特性，结合基于分离态的纠缠分配，设计一种基于量子失谐的量子网络编码方法，降低纠缠分配的量子资源消耗，提高通信网络的鲁棒性和吞吐量。本发明与现有技术相比的优点在于：(1)本发明从量子关联作为通信资源的角度，采用量子失谐作为量子关联的度量进行纠缠分配，从而降低纠缠分配的量子资源消耗，提高通信网络的鲁棒性和吞吐量。(2)本发明采用基于分离态的纠缠分配，设计量子网络编码方法，在纠缠建立的过程中不涉及任何的量子纠缠，只在结束时在源节点和目的节点之间产生纠缠粒子对，充分发挥量子隐形传态在实现信息传输方面的优势。

主权项

1.一种基于量子失谐的量子网络编码方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：步骤1：构建蝶形网络模型，si(i＝1,2)为网络中源节点，ti(i＝1,2)为si的目的节点；s0和t0是中间节点，源节点与目的节点的两个节点间将共享EPR纠缠对，用于信息传输；步骤2：节点s1,t1准备量子比特a1,b1,c1，节点s2,t2准备量子比特a2,b2,c2，使量子之间处于具有经典关联的分离态；系统的密度矩阵表示为：其中，步骤3：节点s1对a1,c1进行CNOT即受控非门操作，其中a1为控制比特；节点s2对a2,c2进行CNOT操作，其中a2为控制比特；操作完成后，系统的状态为：其中，Π_jkl＝|jkl><jkl|，除了β₀₀₁＝β₀₁₀＝β₁₀₁＝β₁₁₀＝1/6，β_jkl＝0；步骤4：节点s1和s2分别s2将c1,c2发送给节点s0；步骤5：节点s0引入新的量子系统c3，其中c3的初始状态为|0>，对c1,c2,c3进行量子酉变换Uf；步骤6：节点s0将c1经过节点s1发送给节点t2，将c2经过节点s1发送给节点t1，并将c3发送给节点t0；步骤7：节点t0对c3进行概率性克隆，得到c31,c32，并将c31,c32分别发送给节点t1,t2；步骤8：节点t1对c2,c31进行CNOT操作，其中c2为控制比特；节点t2对c1,c32进行CNOT操作，其中c1为控制比特；操作完成后系统的状态为：此时a1,b1之间的量子纠缠建立完毕，即s1,t1直接的量子隐形传态通道建立完毕；步骤9：节点t1对c31,b1进行CNOT操作，其中b1为控制比特；节点t2对c32,b2进行CNOT操作，其中b2为控制比特；操作完成后系统的状态为：此时a2,b2之间的量子纠缠建立完毕，即s2,t2直接的量子隐形传态通道建立完毕。