多次量子測量可獲得互信息的研究.pdf

1、進(jìn)入信息時(shí)代，人們追求更好更快地獲取和傳遞信息。為此人們把量子力學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到信息科學(xué)而產(chǎn)生了量子信息學(xué)，它具有的廣泛應(yīng)用價(jià)值和重大科學(xué)意義引起社會(huì)各方面對(duì)其的研究，從而開啟了全新的信息時(shí)代。其中一個(gè)重要的部分是量子保密通信，與經(jīng)典的保密通信不同，原則上可以進(jìn)行無法破譯、無法竊聽地通信，因而是絕對(duì)安全的。由于在量子信息傳遞過程中不可避免的會(huì)受到一些外面環(huán)境影響，這些干擾會(huì)降低或者阻礙獲取原來傳遞的信息。為了克服這些不利影響，人們努力尋找

2、提高對(duì)量子信息量提取的方法或者抑制外界對(duì)系統(tǒng)的干擾的方法。
　　本文研究了信息發(fā)送端控制信息提取端提取信息量的方法，并且討論了其在信息處理中的可能運(yùn)用。假設(shè)現(xiàn)有信息發(fā)送者Alice把所需要傳遞的信息以二元碼方式編碼成兩個(gè)非正交態(tài)|ψ〉，|ψ2>，且有<ψ1/ψ2>=cos2α，其對(duì)應(yīng)概率為P1，P2，P1+P2-1， Alice隨機(jī)的選擇一個(gè)態(tài)發(fā)送給第一個(gè)信息提取者Bob，Bob對(duì)其接收到的態(tài)進(jìn)行測量從而獲取信息。一般情況下Bob

3、提取信息后通信過程就終止了，但是現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)假如還有一個(gè)信息提取者Charlie，在不與Alice直接交流的情況下，對(duì)Bob測量后的態(tài)再次進(jìn)行獨(dú)立測量，仍然能夠獲取到原來Alice的信息。這樣Alice的信息可由Bob和Charlie依次測量提取，那么此種情況下Bob和Charlie提取的信息量的影響因素有哪些？研究中我們發(fā)現(xiàn)Alice的兩個(gè)態(tài)的概率P和兩個(gè)態(tài)間的重合部分的角度α影響著后面信息提取者的信息量。首先考慮和計(jì)算了信息發(fā)送者Ali

4、ce的兩個(gè)非正交態(tài)的概率在P1=P2和P1≠P2兩種情況下發(fā)送給Bob，Bob對(duì)其提取信息后，將其測量后的態(tài)再傳遞給Charlie并對(duì)其測量后，Bob和Charlie共同測量成功的最大概率，同時(shí)運(yùn)用量子互信息來表示他們獲取的信息量多少，并相應(yīng)地求出Alice與Bob的互信息和Alice與Charlie的互信息。通過模擬分析發(fā)現(xiàn)Alice可以控制其兩個(gè)態(tài)的概率P和兩個(gè)態(tài)間的重合部分的角度α來分配提取者的信息量，特別地通過調(diào)節(jié)概率P和重合部