论文题目：基于多粒子的双向量子隐形传态研究
摘要：量子信息是信息科学和量子力学相互交叉形成的学科。其中,量子通信是量子信息的一个十分重要的分支,它既是一种全新的通讯方法,也是一门由多个领域相互交织而成的学科。与经典的通信方式相比较,量子通信拥有很多不可替代的优势,例如传输效率高和绝对安全性。量子隐形传态是实现量子通信的重要技术之一,它用量子纠缠和量子不可克隆定理等量子特性实现了信息安全传输。本文主要研究基于四粒子纠缠态的双向受控量子隐形传态协议和基于五粒子团簇态的双向量子隐形传态协议。具体工作内容如下:1.提出了基于四粒子纠缠态的双向受控量子隐形传态协议。该协议利用两对贝尔（Bell）态组成了四粒子纠缠态,使其作为量子信道,从而进行双向受控量子隐形传态过程。首先,既可以是发送方又可以是接收方的通信双方（Alice和Bob）,分别对自己手中的粒子进行Bell态测量,在测量之后,将测量结果分别通知对方,再借助第三方控制方的帮助,通信双方按照对方的测量结果对各自剩余的粒子,实施了适当的幺正运算。最终,使得当Alice作为发送方,Bob作为接收方时,Alice能够将任意单粒子状态发送给Bob,同时,当Bob作为发送方,Alice作为接收方时,Bob也可以将任意单粒子状态发送给Alice,进而确保顺利地完成双向受控量子隐形传态过程。通过与其他协议对比分析,可看出此协议的传输效率还是比较可观的。2.基于想要传输更多的信息量子态,提出了一个非对称的双向量子隐形传态协议。此协议使用了五粒子团簇态来当作量子信道。首先,通信双方会共享五粒子团簇态,并对五粒子团簇态进行相应的受控非门操作。接着,通信双方对各自手中的粒子依次进行了GHZ状态观测和Bell态观测,然后通信双方把测量结果传递给对方,再按照测量结果,通信双方对各自手中剩余的粒子进行相应的幺正变换。最终,当Alice作为发送方,Bob作为接收方时,Alice将EPR对发送给Bob,同时,当Bob作为发送方,Alice作为接收方时,Bob也可以将任意单粒子状态发送给Alice,从而顺利地完成非对称的双向量子隐形传态过程。将协议与其他协议进行对比分析,可以得出此协议所使用的量子资源比较少,所传输的信息比较多,且传输效率也是比较好的。
关键词：双向量子隐形传态;Bell态;五粒子团簇态;幺正操作;测量
学科专业：电子与通信工程（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 量子隐形传态产生的背景及介绍
1.2 量子隐形传态的现状研究
1.3 论文结构安排
第2章 量子信息学的基础理论
2.1 量子力学基本假设
2.2 量子比特
2.3 量子态的基本性质
2.4 量子逻辑门及幺正变换
2.5 量子测量
2.6 量子纠缠
2.7 量子通信
2.8 本章小结
第3章 量子隐形传态的基本原理和几种方案
3.1 量子隐形传态的基本原理
3.2 受控量子隐形传态原理
3.3 双向受控量子隐形传态原理
3.4 非对称双向量子隐形传态原理
3.5 本章小结
第4章 基于Bell态的双向受控量子隐形传态方案
4.1 引言
4.2 方案介绍
4.3 方案比较
4.4 本章小结
第5章 基于五粒子团簇态的双向量子隐形传态
5.1 引言
5.2 方案具体说明
5.3 方案比较
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢