發(fā)布時(shí)間：2020-04-24 06:22

【摘要】：隨機(jī)數(shù)認(rèn)證在量子信息處理任務(wù)中至關(guān)重要。具有非局域性的量子態(tài)可用來認(rèn)證隨機(jī)數(shù),量子態(tài)的糾纏性是量子非局域性的重要資源。因此,判斷量子態(tài)的糾纏性(一般采用糾纏目擊形式)對(duì)于隨機(jī)數(shù)認(rèn)證十分重要。本文分別從設(shè)備無關(guān)和測(cè)量設(shè)備無關(guān)場(chǎng)景下研究了隨機(jī)數(shù)認(rèn)證協(xié)議,以及測(cè)量設(shè)備無關(guān)條件下的糾纏目擊形式。其一,在設(shè)備無關(guān)條件下,基于糾纏Werner態(tài),提出了一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)認(rèn)證協(xié)議。論文應(yīng)用Bell場(chǎng)景下的自測(cè)試技巧與測(cè)量設(shè)備無關(guān)條件下的糾纏目擊方法,巧妙的將經(jīng)典比特輸入轉(zhuǎn)化為可信量子態(tài)輸入。由于半量子非局域場(chǎng)景(可信量子態(tài)輸入)下所有的糾纏Werner態(tài)都是非局域的,因此新提出的協(xié)議在任意糾纏Werner態(tài)下都可以進(jìn)行隨機(jī)數(shù)認(rèn)證。與以前的隨機(jī)數(shù)認(rèn)證協(xié)議相比,本文提出的協(xié)議大大擴(kuò)大了糾纏Werner態(tài)進(jìn)行隨機(jī)數(shù)認(rèn)證的利用范圍,這對(duì)于今后實(shí)際糾纏資源的充分利用具有極大的借鑒意義。其二,在測(cè)量設(shè)備無關(guān)條件下,基于糾纏Werner態(tài),提出了在不同量子態(tài)輸入情況下的隨機(jī)數(shù)認(rèn)證協(xié)議。根據(jù)歐拉定理,不同量子態(tài)輸入對(duì)于測(cè)量設(shè)備之間共享隨機(jī)數(shù)的大小有很大的區(qū)別,然而量子態(tài)輸入的數(shù)量與所認(rèn)證的隨機(jī)數(shù)之間并沒有必然的聯(lián)系。通過Matlab仿真模擬出在測(cè)量設(shè)備無關(guān)條件下,具有6個(gè)可信量子態(tài)輸入時(shí)得到可認(rèn)證的隨機(jī)數(shù)曲線最高。其三,在測(cè)量設(shè)備無關(guān)條件下,實(shí)現(xiàn)了三粒子量子態(tài)的糾纏目擊具體證明。采用LPP原理,對(duì)于可分態(tài)與糾纏態(tài)分別實(shí)現(xiàn)了糾纏目擊形式的推導(dǎo)演示,得出在三粒子量子態(tài)下的測(cè)量設(shè)備無關(guān)糾纏目擊形式。并且以三粒子含噪聲的量子態(tài)-W態(tài)為例,采用線性方程組求解,給出了具體的數(shù)值表達(dá)式。
【圖文】：

量子態(tài)Ｐ＃，希望通過在它上執(zhí)行一些測(cè)量操作來認(rèn)證隨機(jī)性。經(jīng)典比特輸入逡逑Ｘ，ｙｅ邋｛０，１，．．．｝表示對(duì)于測(cè)量操作的選擇，＜３，６對(duì)應(yīng)的是Ａｌｉｃｅ，邋Ｂｏｂ執(zhí)行測(cè)量操逡逑作之后所產(chǎn)生的經(jīng)典輸出結(jié)果。設(shè)備無關(guān)隨機(jī)數(shù)認(rèn)證的裝置圖像見圖３－１。逡逑ｘｅ｛Ｕ，３＝—｝邐ｖｅ－｛Ｌ�。�，．．．｝逡逑Ｖ邐Ｖ逡逑ａ＆｛±ｌ｝邐ｂ￡＂｛±ｌ｝逡逑圖３－１．設(shè)備無關(guān)條件下隨機(jī)數(shù)認(rèn)證的模型圖逡逑如圖３－１所示，在設(shè)備無關(guān)條件下，即將Ａｌｉｃｅ，Ｂｏｂ的測(cè)量裝置視為黑箱，逡逑并且通過經(jīng)典的測(cè)量選擇Ｕｅ邋｛０，１，．．．｝在他們Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ上分別執(zhí)行一些可逡逑能的操作｛從＿從％，從一０，從％＾），趴訓(xùn)，［聲￡＾＝１，；＾從％＝１｝［４２］，分別逡逑獲得經(jīng)典輸出結(jié)果化６邋＝邋±１。操作很多輪次之后，得到Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ統(tǒng)計(jì)測(cè)量概逡逑１３逡逑

量子態(tài)Ｐ＃，希望通過在它上執(zhí)行一些測(cè)量操作來認(rèn)證隨機(jī)性。經(jīng)典比特輸入逡逑Ｘ，ｙｅ邋｛０，１，．．．｝表示對(duì)于測(cè)量操作的選擇，＜３，６對(duì)應(yīng)的是Ａｌｉｃｅ，邋Ｂｏｂ執(zhí)行測(cè)量操逡逑作之后所產(chǎn)生的經(jīng)典輸出結(jié)果。設(shè)備無關(guān)隨機(jī)數(shù)認(rèn)證的裝置圖像見圖３－１。逡逑ｘｅ｛Ｕ，３＝—｝邐ｖｅ－｛Ｌ�。�，．．．｝逡逑Ｖ邐Ｖ逡逑ａ＆｛±ｌ｝邐ｂ￡＂｛±ｌ｝逡逑圖３－１．設(shè)備無關(guān)條件下隨機(jī)數(shù)認(rèn)證的模型圖逡逑如圖３－１所示，在設(shè)備無關(guān)條件下，即將Ａｌｉｃｅ，Ｂｏｂ的測(cè)量裝置視為黑箱，逡逑并且通過經(jīng)典的測(cè)量選擇Ｕｅ邋｛０，１，．．．｝在他們Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ上分別執(zhí)行一些可逡逑能的操作｛從＿從％，從一０，從％＾），，趴訓(xùn)，［聲￡＾＝１，；＾從％＝１｝［４２］，分別逡逑獲得經(jīng)典輸出結(jié)果化６邋＝邋±１。操作很多輪次之后，得到Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ統(tǒng)計(jì)測(cè)量概逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O413;TN918.1

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本文編號(hào)：2638632