利用光子纠缠混合态实现Bell不等式检验

Bell不等式的违背是量子非局域关联存在的重要证据之一.利用各种纠缠源,人们已经在多个实验中实现了这种违背的验证.然而,最优的违背（即Cirel’son极限）仍未能在实验上达到.针对其中的两种可能的原因：所使用纠缠源的纠缠度难以达到最大纠缠或者所选取的测量基并非是最优测量基;本文利用商用光子纠缠源在实验上探索这一问题的可能解决方案.我们首先在实验上验证了,基于通常两体光子纠缠纯态假定所选取的测量基并不能得到Bell不等式的最佳违背.利用量子态层析技术,我们重构了该商用纠缠光子态的密度矩阵,并证实了实验中所用的纠缠光源是一个混合纠缠态.据此,我们对测量基进行了优化,明显地提高了Bell不等式的违背程度.     

C~2C~3中Bell基型不可拓展的最大纠缠基和互不偏基

先在C2C3中得到一组Bell基型完备的不可拓展的最大纠缠基,再通过构造C3的一个标准正交基给出另一组Bell基型完备的不可拓展的最大纠缠基,同时保证这两组基是互不偏的,并给出两类Bell基型互不偏的不可拓展的最大纠缠基.     

用非最大纠缠态实现三粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来几率地传输三粒子部分纠缠态的量子控制方案．在该方案中,选择量子通道中的一个粒子作为控制粒子,发送者进行一次Bell基测量和2次Hadamard门测量;控制者实施一次Hadamard门测量,并将他们的测量结果利用经典信道发给接收者;接收者根据他们的测量结果进行适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就能得到待传的未知量子态．该方案是一种基于非最大纠缠态的几率受控的隐形传态方案,可以应用于远程量子计算、远程量子克隆、量子远程控制等．     

N粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来概率地传输N粒子部分纠缠态的量子控制方案,在该方案中,利用非最大（N＋2）-粒子GHZ态作为量子通道,在发送者进行一次Bell基测量、N-1次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量,控制者实施一次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量之后,接收者根据他们的测量结果,再进行一些适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就实现了N粒子未知量子态的受控传递．该方案是一种基于非最大纠缠态的概率受控的隐形传态方案,并且成功的概率为2｜a｜^2。     

非最大纠缠GHZ态的受控量子隐形传态

提出2种方案来完成非最大纠缠GHZ态的受控量子隐形传态,2种方案的信道分别为非最大纠缠EPR对和GHZ态的复合以及非最大纠缠EPR对和W态的复合.为提高隐形传态的安全性和可控性,2种方案中发送者和接收者之间都没有直接的量子纠缠信道,发送者需要向控制者提出申请,控制者同意后进行Bell基测量,从而使发送者和接收者之间建立量子纠缠信道.随后,发送者进行Bell基测量和von-Neumann测量.接收者根据控制者和发送者的测量结果进行幺正变换,完成隐形传态.     

基于团簇态信道的双粒子纠缠态可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知两粒子纠缠态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的3个粒子做一次三粒子纠缠完备基联合测量,控制者对其拥有的粒子作局域测量,接收者在控制者的帮助下对其自己拥有的两粒子做相应的幺正变换,即可重新构造出发送者要传送的未知态,完成了可控量子隐形传态.     

Bell基的局域SU2变换不变量研究

由局域SU2变换不变量出发,对Bell基矢的纠缠度及Bell基矢的局域SU2变换不变量进行分析,讨论了Bell基线性叠加态的纠缠度.结果表明,虽然Bell基都是纠缠度最大的纠缠态,但从局域SU2变换不变量看其仍是两种形式.同一形式的最大纠缠态线性叠加(实数)构成的态仍是纠缠态,且纠缠度不变,其态矢构成纠缠基;不同形式的最大纠缠态线性组合后纠缠度改变,其态矢不能构成纠缠基.任意多个局域SU2不变量相同的最大纠缠态线性叠加构成的态仍是纠缠态,且纠缠度不变.     

可控的量子密集编码

提出了一种利用三粒子非最大纠缠态作为量子信道的可控的概率密集编码方案.第3方通过局域测量控制着量子信道.通过引入辅助粒子和做适当的幺正变换,就能以一定概率实现量子密集编码.     

双光子J-C模型中的纠缠交换方案

我们利用原子及腔场中双光子相互作用提出了一种不需要Bell基测量的纠缠交换方案.经过纠缠交换,可以在事先没有任何相互作用的原子和腔场之间产生纠缠.并对得到的纠缠态进行纯化以得到最大纠缠态,使其更好的应用到量子信息处理中.     

基于非BSM的一对多二比特隐形传态

提出了一种无Bell基测量一对多隐形传输二比特信息的方案.在隐形传输过程中,以(2n+2)个粒子的最大纠缠态作为量子信道,通过原子在外加强经典驱动场下和单模腔场的相互作用,产生态的演化,从而实现隐形传输.传输过程中不需要用到Bell基测量,且不用考虑腔场耗散和外界热场环境的影响,传输成功的总几率为1.0.     

利用2个EPR对实现3粒子GHZ态的控制隐形传态

为了实现经济的控制隐形传态,提出一种利用2个部分纠缠EPR对实现3粒子GHZ态的概率隐形传输方案.该方案首先需要发送者向控制者申请量子信道,若控制者同意,才能通过纠缠交换,使发送者和接收者之间建立量子信道.然后发送者进行一次Bell基联合测量、两次H变换和两次单粒子测量.接收者根据发送者和控制者的测量结果,引入辅助粒子,进行两次控制非门操作和相应的幺正变换,就可以得到原始未知信息态的信息,传输成功的概率为4|a|~2|c|~2.该方案可以推广到N粒子GHZ态的控制隐形传输.若增加到N个EPR对为量子信道,还可以推广到(N-1)个控制者参与的N粒子GHZ态的控制隐形传输.该方案可以很好的应对一般的窃听方式.     

Scheme of coding and decoding in high-dimensional quantum system

提出了一个在高维度量子系统中进行量子编码和解码的理论方案.该方案详细研究了纯态情况下2量子比特系统和任意维2量子系统以及多维多量子系统中编码解码过程,分别构造了在这些系统中的测量基矢及相应的幺正算符,这些幺正算符可以保证最大概率地实现成功解码.同时本方案还利用把混态等效为系统与环境的纠缠纯态办法,把该编码和解码过程推广到处于混态的量子系统.     

三粒子W纠缠态的概率量子隐形传态

提出一个对未知三粒子W纠缠态的量子隐形传态方案.该方案用一个非最大GHZ纠缠态和一个非最大EPR纠缠态作为量子信道实现对未知经典W纠缠态的概率量子隐形传态和对未知一般W纠缠态受控的概率量子隐形传态.     

基于4粒子纠缠态的未知3粒子态概率量子隐形传态

使用4粒子纠缠态作为量子信道,在对4粒子纠缠态的纠缠系数方面并没有做确切要求的前提下,完成了未知3粒子纠缠态的隐形传态.在传输过程中,发送方对2对粒子进行Bell测量并公布结果,然后再对4粒子中的一个粒子作Hadamard操作之后,也对其进行测量,且将测量结果通过经典信道公布.接收方引进2个辅助粒子并实施一次控制非操作,再进行一组适当的幺正变换,便可实现未知3粒子纠缠态的概率量子隐形传态.     

利用四粒子x-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂

提出了一个利用四粒子纠缠态x-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂方案.和其他的量子信息分裂方案相比,此方案有一些优势.方案不包含Bell基测量,并且对腔衰减和热场都不敏感.在目前的腔量子电动力学技术中更易于实现.     

联合噪声下的量子离物传态

提出了利用四光子纠缠态进行联合退相位噪声和联合转动噪声下的量子离物传态方案.信息态的发送者Alice,根据噪声的不同,制备不同的四光子纠缠态,并把其中两个光子发送给Bob,另两个光子保留.Alice对手中的信息态和其中一个保留态进行联合Bell基测量,从而把信息态的部分信息转移到了Bob手中的光子上,然后Alice和Bob再对相应的光子做单光子测量,Bob根据单光子测量结果对手中未做单光子测量的光子实施合适的酉算符操作,从而得到信息态,实现联合噪声下的量子离物传态.本方案牵涉到两方(Alice和Bob),可以推广到多方可控离物传态.另外方案中仅需要进行联合Bell基测量和单光子测量,在实验上具有可行性.     

运用双通道实现任意两粒子量子态的传送

提出了一种利用非最大纠缠EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)态和非最大纠缠GHZ(Greenberger-HorneZeilinger)态作为量子通道概率传送任意两粒子纠缠态的方案.经过贝尔态测量和Hadamard测量后,发送者将测量结果告知接收者,接收者需要引入一个辅助粒子,然后对他所拥有的粒子做形式唯一的联合幺正变换,再做一个简单的相对幺正变换调整符号,就可以概率实现纠缠态的隐形传送,通过数值计算,可以得出传态成功的概率.最后利用基本量子门电路,构建了实现任意两粒子纠缠态概率传送的量子逻辑电路.     

非最大纠缠团簇态的受控量子超密编码

研究了利用非最大纠缠团簇态作为量子信道的受控超密编码.研究结果表明,监控者通过调节其测量基矢的角度可以控制发送者和接收者之间的传送信息量,这也是对发送者和接收者之间量子信道的控制.     

利用四粒子纠缠态对未知的两粒子态的概率的隐形传态

提出一个对两粒子态的概率的隐形传态方案,利用四粒子纠缠态作为量子信道,可以以最大为1/3的概率实现对未知量子态的隐形传输.     

基于GHZ态的四量子位秘密共享方案

利用GHZ态作为量子信道,再辅以经典信道传送经GHZ态测量后的信息,便可实现量子位的秘密共享．基于上述思想,充分利用六粒子GHZ纠缠态的相关性,通过1次Bell基测量、4次单粒子测量和相应的幺正变换,从而实现了4个量子位的秘密共享方案.