量子通信是量子信息的核心內(nèi)容之一,它為信息的安全傳輸提供了新的方法.作為一種重要的量子通信方式,量子遠(yuǎn)程制備無論是在理論上還是在實(shí)驗(yàn)上都取得了豐碩的成果.由于實(shí)際的量子系統(tǒng)不可能獨(dú)立于外部環(huán)境而存在,這必然導(dǎo)致量子系統(tǒng)遭受到周圍環(huán)境噪聲的影響,使得量子糾纏衰減,信息的傳輸出現(xiàn)誤差.因此研究在噪聲環(huán)境下的遠(yuǎn)程制備協(xié)議具有重要意義.本文研究了理想狀態(tài)下利用χ態(tài)和Brown態(tài)作為糾纏信道的任意兩粒子和三粒子態(tài)的確定性遠(yuǎn)程制備協(xié)議,并分析了七種噪聲(振幅阻尼噪聲,相位阻尼噪聲,四種Pauli噪聲和聯(lián)合退相位噪聲)對(duì)其產(chǎn)生的影響.論文取得的主要結(jié)果如下:1、提出了經(jīng)由四粒子χ態(tài)的任意兩粒子和三粒子態(tài)的確定性遠(yuǎn)程制備協(xié)議.與之前的遠(yuǎn)程制備協(xié)議相比,本文協(xié)議用到的局部酉操作僅僅是單粒子Pauli操作,沒有使用復(fù)雜的多粒子酉操作.尤其是成功概率提高到了 100%,并且對(duì)制備態(tài)的復(fù)系數(shù)沒有限制.這意味著本文協(xié)議的適用范圍更廣.此外,分析了七種噪聲對(duì)方案的影響.在每種噪聲下,不僅計(jì)算了輸出態(tài)和保真度,還計(jì)算了平均保真度和態(tài)獨(dú)立的平均保真度.結(jié)果表明保真度與振幅參數(shù),相位參數(shù)和噪聲參數(shù)都有關(guān).除振幅阻尼和聯(lián)合退相位噪聲外,保真度均與測(cè)量結(jié)果無關(guān).在Pauli噪聲下信息的失真最大,相位阻尼噪聲下失真最小.2、研究了上述七種噪聲對(duì)經(jīng)由Brown態(tài)的確定性遠(yuǎn)程制備協(xié)議的影響.類似于噪聲對(duì)經(jīng)由χ態(tài)遠(yuǎn)程制備方案影響的分析,取得了類似的結(jié)果.此外,通過對(duì)比七種噪聲下經(jīng)由X態(tài)和Brown態(tài)作為量子信道的協(xié)議,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)制備態(tài)為三粒子最大糾纏態(tài)時(shí),同種噪聲下的保真度相同.當(dāng)制備態(tài)為任意的兩粒子態(tài)時(shí),同種噪聲下的態(tài)獨(dú)立的平均保真度相同,也就是說噪聲所引起的信息失真程度相同.這意味著噪聲的影響不但與所使用的信道無關(guān),而且與測(cè)量所使用的粒子的分配方式無關(guān).這些結(jié)論或許有助于提高噪聲環(huán)境下量子通信的效率和安全性.
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O413;TN918
【部分圖文】：

Ｆ。＝?１．在ＰＦ噪聲下，＝?（１?—?Ａ）３．在ＢＰ噪聲下，Ｆ６＊ｐ?＝?（１?—?Ａ）３．在Ｄ噪聲下，??＝?１?－?２Ａ?＋?｜Ａ２?－晏Ａ３？在?ＣＤ?噪聲下?＝蓋（ｃｏｓ?３￥?＋?６?ｃｏｓ?２￥?＋?１５?ｃｏｓ?￥?＋?１０）．圖?３－??３展示了?Ｆ＊與噪聲參數(shù)Ａ或者￥之間的關(guān)系．通過圖３－１（ａ）與圖３－３（ａ）相比和圖３－２（ａ）與??圖３－３（ｂ）相比

（ａ）?（ｂ）??圖３－３當(dāng)制備態(tài)為三粒子最大糾纏態(tài)時(shí)，（ａ）表示在ＡＤ，ＰＤ，和Ｐａｕｌｉ噪聲下，保真度與噪聲參數(shù)??的關(guān)系；（ｂ）表示在ＣＤ噪聲下，保真度與噪聲參數(shù)的關(guān)系．??３５??

（ａ）?（ｂ）??圖３－２在ＣＤ噪聲下，（ａ）表示當(dāng)制備態(tài)為最大糾纏兩粒子態(tài)時(shí)保真度與噪聲參數(shù)的關(guān)系；（ｂ）表示??態(tài)獨(dú)立的平均保真度與噪聲參數(shù)的關(guān)系．??表３－７噪聲環(huán)境下經(jīng)由％態(tài)制備最大糾纏三粒子態(tài)所對(duì)應(yīng)的保真度．??噪聲環(huán)境?保真度??ＡＤ?噪聲?｜（４－３Ａ?—Ａｖ／Ｔ＾Ｔ?＋?４＼／ｒ＝Ｔ）??ＰＤ?噪聲?１?＿?｜Ａ?＋?ｆ；＼２?—?｜Ａ３??ＢＦ噪聲?１??ＰＦ?和?ＢＰ?噪聲?（１?一?Ａ）３??Ｄ?噪聲?１－２Ａ?＋?｜Ａ２－吾Ａ３??ＣＤ?噪聲?蓋（ｃｏｓ?３（Ｉ＞?＋?６?ｃｏｓ?２中?＋?１５?ｃｏｓ?（Ｉ＞?＋?１０）??，�。�?１?＿?．?１?＇?■，＿＿ｚ＝ｒｉ?＇ｒｒ?■?■?■???－?ｖ?１???＼?７??＋?〇．?．?＼??｜：Ｎ§４Ｊ?ｉ＼?／??３?ｃ．ｉ?ａ２?ｏ．３?ａ．４?ｏ．ｓ?ａｅ?ａｒ?ａｔ?〇９?ｉ?ｏ?１?ｚ?ｓ?＊?ｓ?？?ｒ??（ａ）?（ｂ）??圖３－３當(dāng)制備態(tài)為三粒子最大糾纏態(tài)時(shí)，（ａ）表示在ＡＤ，ＰＤ，和Ｐａｕｌｉ噪聲下，保真度與噪聲參數(shù)??的關(guān)系；（ｂ）表示在ＣＤ噪聲下，保真度與噪聲參數(shù)的關(guān)系．??３５??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王媛;計(jì)新;;Deterministic joint remote state preparation of arbitrary two-and three-qubit states[J];Chinese Physics B;2013年02期

2 蘇曉琴,郭光燦;量子通信與量子計(jì)算[J];量子電子學(xué)報(bào);2004年06期

本文編號(hào)：2856215