量子遠(yuǎn)程態(tài)制備及邏輯門實(shí)現(xiàn).pdf

1、量子信息是二十世紀(jì)八十年代興起的一門科學(xué)，它是基于量子力學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合的學(xué)科。迄今為止，量子信息科學(xué)發(fā)展迅速，人們提出了相當(dāng)多的重要理論，并且相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究也取得了巨大進(jìn)步。在量子信息科學(xué)中，有兩個(gè)基本概念：量子邏輯門和糾纏態(tài)。其中，量子邏輯門是描述量子態(tài)演化的幺正算子。
　　 量子計(jì)算的過程可以看作是一系列基本的量子邏輯門作用在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的初態(tài)上，然后進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量的過程。也就是說，量子邏輯門是量子計(jì)算過程中的基本單元。

2、我們知道，糾纏態(tài)在量子信息處理過程中扮演及其重要的角色。它不僅可以用來檢驗(yàn)量子力學(xué)理論，還是處理量子信息最核心的一種資源。它有許多重要的應(yīng)用，例如我們所熟悉的量子隱形傳態(tài)、量子遠(yuǎn)程態(tài)制備、量子克隆等。正是量子邏輯門和糾纏態(tài)的在量子信息處理中的重要地位，引起了人們廣泛的研究和關(guān)注。而本論文主要研究對(duì)象正是邏輯門的遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)程態(tài)制備。全文共分為七章，其中第四、五和六章是本人的工作，整篇論文框架如下：
　　 第一章主要介紹本論文的研

3、究工作及其背景，其中簡(jiǎn)述了量子信息的提出和發(fā)展，并給出了本博士畢業(yè)論文主要的研究對(duì)象和全文的結(jié)構(gòu)安排；
　　 第二章主要介紹本論文所涉及的基本概念和重要理論，包括量子比特、量子不可克隆定理、量子酉操作、投影測(cè)量、POVM 測(cè)量，以及概述了量子信息、量子并行計(jì)算以及量子通訊等概念；
　　 第三章我們著重介紹了量子糾纏態(tài)的概念、判定、分類及其度量，并且介紹了其重要的應(yīng)用——量子隱形傳態(tài)、量子遠(yuǎn)程態(tài)制備、量子遠(yuǎn)程克隆以及量子密

4、集編碼等概念。
　　 第四章詳細(xì)介紹我們的理論方案——遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)多量子比特相位門方案。并就我們方案的特點(diǎn)進(jìn)行了一系列討論，同時(shí)對(duì)我們的方案和其他方案進(jìn)行了比較。
　　 第五章詳細(xì)介紹基于非最大糾纏信道和POVM 任意兩粒子糾纏純態(tài)的遠(yuǎn)程制備理論方案。并對(duì)方案的實(shí)驗(yàn)可行性進(jìn)行了分析，對(duì)方案的特殊性進(jìn)行了一些討論和比較。
　　 第六章詳細(xì)介紹了在四能級(jí)系統(tǒng)中遠(yuǎn)程制備單粒子和兩粒子比特糾纏純態(tài)的理論方案。基于最大糾纏信道