發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 09:17

【摘要】：量子隱形傳態(tài)作為量子信息最有趣的協(xié)議之一,自提出以來(lái)就引起來(lái)了學(xué)者的廣泛關(guān)注。其利用了量子糾纏,將未知粒子的量子態(tài)信息傳送給接收方。量子隱形傳態(tài)具有可靠性高,節(jié)省通信資源,提高信息傳遞高效性等優(yōu)勢(shì)。量子隱形傳態(tài)這一協(xié)議成功施行的關(guān)鍵性因素在于利用共享糾纏態(tài)構(gòu)建的量子信道。但是量子之間的糾纏是脆弱的,在周圍環(huán)境噪聲的影響下,糾纏很容易衰減甚至消失。因此對(duì)共享糾纏進(jìn)行保護(hù)、抑制周圍環(huán)境對(duì)量子隱形傳態(tài)的負(fù)面影響,成為了研究量子隱形傳態(tài)的重要內(nèi)容。本文主要針對(duì)關(guān)聯(lián)噪聲下的量子隱形傳態(tài),探討保真度與環(huán)境噪聲之間的關(guān)系,并探究如何增強(qiáng)量子隱形傳態(tài)的高效性等問(wèn)題。本文的主要工作如下:(1)關(guān)聯(lián)效應(yīng)在量子信息處理中占據(jù)著重要的地位,對(duì)于多體系統(tǒng)或者連續(xù)使用信道時(shí),量子信道間關(guān)聯(lián)是必須考慮的因素。研究關(guān)聯(lián)泡利信道下的量子隱形傳態(tài)。發(fā)現(xiàn),量子隱形傳態(tài)的保真度會(huì)隨著消相干強(qiáng)度的增大而不斷減小;但是,與非關(guān)聯(lián)信道相比,同樣的噪聲強(qiáng)度下,保真度隨關(guān)聯(lián)因子的增加而增大。也就是說(shuō),關(guān)聯(lián)效應(yīng)的存在有利于提高泡利信道下(如相位阻尼、位翻轉(zhuǎn)和去極化信道)量子隱形傳態(tài)的保真度,提高信息傳輸?shù)男�。這部分研究為提高噪聲信道下量子隱形傳態(tài)的保真度提供了一個(gè)新的視角。(2)關(guān)聯(lián)泡利信道是幺正的,而關(guān)聯(lián)幅值阻尼信道是非幺正的,非幺正演化是常見(jiàn)的物理過(guò)程,其是關(guān)聯(lián)信道中一種典型情況。研究關(guān)聯(lián)幅值阻尼噪聲下量子隱形傳態(tài),提出了一種利用弱測(cè)量及其翻轉(zhuǎn)技術(shù)抑制噪聲改善量子隱形傳態(tài)傳輸效率的方案。結(jié)果表明,關(guān)聯(lián)效應(yīng)的存在有利于量子隱形傳態(tài)的保真度的提高;優(yōu)化弱測(cè)量及其翻轉(zhuǎn)強(qiáng)度,可以有效的抑制甚至消除噪聲的影響,提高關(guān)聯(lián)幅值阻尼噪聲下隱形傳態(tài)的保真度,改善量子信息傳輸?shù)男�。研究結(jié)果擴(kuò)展了弱測(cè)量技術(shù)在關(guān)聯(lián)噪聲下量子信息處理中的應(yīng)用。
【圖文】：

圖 2.1 量子比特的 Bloch 球面表示量子比特與經(jīng)典比特相比較，最大的不同就是量子比特的疊加性關(guān)系。在經(jīng)典一個(gè)事物如果有兩種狀態(tài)，那么這兩種狀態(tài)是不能同時(shí)存在的。比如電燈的開(kāi)和的正反面等問(wèn)題。但是在量子系統(tǒng)中，，一個(gè)事物中可以同時(shí)處在兩種狀態(tài)的疊其中最著名的一個(gè)解釋是薛定諤的貓[42]。如圖 2.2 所示薛定諤假設(shè)在一個(gè)盒子只貓，以及少量放射性物質(zhì)。反射性物質(zhì)與裝置相連，一旦放射性物質(zhì)產(chǎn)生控制裝置打破裝有毒氣的燒瓶殺死貓，否則的話，貓就是安全的。而放射性物變的概率為 50%，這樣貓就處于即死又活的狀態(tài)。通過(guò)這一理想實(shí)驗(yàn)，薛定諤眾展示了量子比特的疊加性關(guān)系在現(xiàn)實(shí)中所散發(fā)的魅力。

圖 2.1 量子比特的 Bloch 球面表示特與經(jīng)典比特相比較，最大的不同就是量子比特的疊加性關(guān)系。物如果有兩種狀態(tài)，那么這兩種狀態(tài)是不能同時(shí)存在的。比如電燈面等問(wèn)題。但是在量子系統(tǒng)中，一個(gè)事物中可以同時(shí)處在兩種狀著名的一個(gè)解釋是薛定諤的貓[42]。如圖 2.2 所示薛定諤假設(shè)在一以及少量放射性物質(zhì)。反射性物質(zhì)與裝置相連，一旦放射性物置打破裝有毒氣的燒瓶殺死貓，否則的話，貓就是安全的。而放率為 50%，這樣貓就處于即死又活的狀態(tài)。通過(guò)這一理想實(shí)驗(yàn)，了量子比特的疊加性關(guān)系在現(xiàn)實(shí)中所散發(fā)的魅力。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O413

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