近年來(lái),量子信息與量子計(jì)算發(fā)展迅速,無(wú)論是理論還是實(shí)驗(yàn)上,人們都取得了豐碩的成果。一系列研究表明,量子信息技術(shù)在處理某些特定任務(wù)上,諸如大數(shù)因子分解,數(shù)據(jù)搜索,信息安全等問(wèn)題,有著經(jīng)典信息技術(shù)無(wú)法匹及的能力。這種超越經(jīng)典計(jì)算的能力吸引著我們不斷地研究和發(fā)展量子信息技術(shù)。量子信息中有一條重要的不同于經(jīng)典信息的定理——量子不可克隆定理。該定理是一條禁止性定理,它禁止了人們對(duì)任意量子態(tài)的完美克隆,杜絕了超光速通信的可能,同時(shí)它也構(gòu)成了量子安全通訊的重要基石。隨著研究的深入,量子不可克隆定理越來(lái)越展現(xiàn)出在量子信息和量子計(jì)算中的重要性。正因如此,對(duì)量子克隆問(wèn)題的相關(guān)研究變得越來(lái)越重要,需要進(jìn)一步的研究。本文致力于量子克隆及其相關(guān)問(wèn)題的理論研究,取得了以下研究成果:1.利用普適的量子克隆機(jī)實(shí)現(xiàn)經(jīng)典信息復(fù)制。量子力學(xué)禁止對(duì)未知量子態(tài)進(jìn)行完美克隆,然而經(jīng)典信息的復(fù)制卻隨處可見(jiàn)。這表明量子克隆和經(jīng)典復(fù)制之間似乎存在著巨大的鴻溝。如果量子力學(xué)是普適的理論,那么,理應(yīng)找到連接量子不可克隆定理和經(jīng)典信息復(fù)制的橋梁。我們的研究表明,由于經(jīng)典信息編碼在大量的粒子態(tài)上,盡管這些粒子遵循量子力學(xué),受到量子不可克隆定理... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：99 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１?Ｂｌｏｃｈ球示意圖

｜＾＋）?＝?－＾（｜〇〇）?＋?｜１１＞）．?（２．２１）??Ｖ２??圖２．２給出了量子隱形傳態(tài)原理示意圖。具體流程如下：首先，Ａｌｉｃｅ將丨＜Ａ〉同手??中的糾纏粒子進(jìn)行相互作用，然后對(duì)這兩個(gè)粒子進(jìn)行Ｂｅｌｌ基測(cè)量，最后將測(cè)量??的結(jié)果通過(guò)經(jīng)典信道發(fā)送給遠(yuǎn)方的Ｂｏｂ。Ｂｏｂ接收到了?Ａｌｉｃｅ的測(cè)量結(jié)果后，對(duì)??１３??

??總的來(lái)說(shuō)，確定性量子克隆機(jī)需要輸入Ｗ個(gè)初始態(tài)，配合個(gè)空白態(tài)??以及輔助態(tài)，最終產(chǎn)生Ｍ個(gè)克隆態(tài)。具體流程見(jiàn)圖２．４［１３４１??２．７．４概率性克隆??不同于確定性近似量子克隆，段路明等人提出的概率性量子克隆，該克隆過(guò)??程引入量子測(cè)量，允許以非零的概率失敗，然而一旦成功，我們將得到被克隆態(tài)??的精確克隆［７２，７３］。需要注意的是，只有非線(xiàn)性相關(guān)的量子態(tài)集合，才能被概率性??克隆。最簡(jiǎn)單的情況是被克隆的量子態(tài)集合僅包含兩個(gè)非正交態(tài)｛｜％＞?ＪＡＭ，相??２４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3230377