量子非局域性蒸餾及其物理實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì).pdf

1、量子力學(xué)作為一種特殊的理論，自誕生以來有著令人感到奇妙的特征。尤其是在20世紀(jì)80年代以后隨著對(duì)量子力學(xué)的深入研究，量子信息的興起以及隱形傳態(tài)等一系列實(shí)驗(yàn)的成功使得人們認(rèn)識(shí)到量子關(guān)聯(lián)的重要性。量子糾纏和量子非局域性是描述量子關(guān)聯(lián)的兩種不同方式。人們對(duì)量子糾纏的認(rèn)識(shí)已經(jīng)比較深入，而量子非局域關(guān)聯(lián)作為一種不同于量子糾纏的可以用于消除通信復(fù)雜度的關(guān)聯(lián)需要我們進(jìn)行更深一步的研究。
　　利用無通信理論下的關(guān)聯(lián)盒子模擬量子非局域性，人們提出了

2、各種不同效率不同蒸餾范圍的非局域性蒸餾方案。目前提出的實(shí)現(xiàn)非局域蒸餾的方案都只針對(duì)兩方非局域性盒子，那么多方關(guān)聯(lián)盒子的非局域性蒸餾是否可以實(shí)現(xiàn)成為我們的研究重點(diǎn)。因此本論文重點(diǎn)討論了在一般無通信理論下的多方多深度量子非局域性蒸餾方案的設(shè)計(jì)，同時(shí)研究如何在具體的物理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)量子非局域性蒸餾。本文的主要工作如下:
　　1.三方盒子的深度-3非局域性蒸餾。在已有的兩方盒子深度-2非局域性蒸餾方案的基礎(chǔ)上，我們將其推廣到在無通信理論下的

3、三方關(guān)聯(lián)盒子的深度-3非局域性蒸餾方案形式。這里利用Svetlichny不等式度量相應(yīng)的非局域關(guān)聯(lián)的大小。同時(shí)我們對(duì)關(guān)聯(lián)盒子之間的連接方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，嘗試了所有可能的布爾操作，并在眾多的方案中找出了高效的非局域性蒸餾方案。
　　2.多光子態(tài)模二加運(yùn)算的物理實(shí)現(xiàn)。祖沖等人提出了用實(shí)驗(yàn)的方法實(shí)現(xiàn)兩方關(guān)聯(lián)盒子的非局域性蒸餾，說明要實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)盒子的蒸餾方案，必須實(shí)現(xiàn)兩光子態(tài)的模二加運(yùn)算這一操作。因此，我們對(duì)祖沖的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)，得到了能夠