基于腔QED的量子纠缠态的制备及应用

量子纠缠态是一种重要而有用的物理＂资源＂,在量子计算和量子通信中起着极为重要的作用。在量子通信中,信息的处理离不开量子态及其演化。量子纠缠态是各种量子态中最为重要的一种,它用于检验量子力学的基本原理,也是实现量子通信的重要信道,所以纠缠态的制备和操作就显得特别重要。探讨了腔量子电动力学（腔QED）的理论方案,在给出量子纠缠态的定义和度量的基础上、理论上实现了在共振相互作用腔QED中两原子纠缠态和多原子纠缠态的制备,并简要介绍量子纠缠态在量子信息中的应用。     

基于混态贝尔态的量子纠缠交换

本文提出一个用腔QED技术实现的混态纠缠交换方案。混态是一个混合的贝尔态,这在量子信息过程中比纯态作为量子通道更具有实际意义。我们（L2,z,L3,z）从噪声Lindblad主方程出发,给出了在腔QED系统密度矩阵解析表达式,讨论了纠缠交换的保真度和概率。     

基于两粒子纠缠态隐形传送四粒子GHZ态

通过两粒子纠缠态作为量子信道,实现了四粒子GHZ态隐形传送的方案.首先提出该量子信道处在最大纠缠态时的传送,其次对两粒子纠缠为非最大纠缠态时的传送情形进行研究.通过相关的测量与操作,并且引入相应的辅助粒子,可以成功地实现隐形传送.相比于以往的传送方案,本方案不仅节约了量子信道的纠缠资源,而且操作也相对简单.     

一个腔中实现两种原子量子态的隐形传态

在一个外场驱动的腔QED系统中,利用三原子纠缠态作为量子信道,提出了任意单原子态和两原子纠缠态的隐形传态方案。该方案不受腔损和热场的影响。     

基于混态Bell态通道的量子远程态制备

提出一种利用混态纠缠态作为量子通道实现任意纠缠态的量子远程制备方案。混态是一个混合的Bell态,这在量子信息过程中比纯态作为量子通道更具有实际意义。我们从Lindblad主方程出发研究[L3z,L3,z]-型的噪声通道的量子远程态制备方案,并对这种量子远程态制备的保真度和概率进行讨论。     

基于量子随机行走的两光子Bell态测量

量子纠缠态是量子信息和量子通讯领域中的核心资源,实现量子纠缠态中的完全Bell态测量,将对量子信息学的发展有重要的意义.本文,我们基于量子随机行走提出了一种实现双光子Bell态测量的物理方案.基于该方案的操作过程有明显的简化,本方案在实验上具有一定的可行性和指导意义.     

量子信息中的纯态和混合态

量子纯态和混合态是量子信息中最重要的两种量子状态。本文从纯态和混合态的定义、纯态和混合态密度算符的区别、量子纠缠态与量子纯态和混合态以及纯态演化为混合态导致消相干等四个方面进行剖析，研究纯态和混合态之间的区别和联系。     

均匀磁场下含DM作用海森堡模型热纠缠传态

研究了在外加均匀磁场下,含有D-M相互作用的两量子比特海森堡XXZ模型的热纠缠及隐形传态;通过计算得出模型的纠缠度和输出态的纠缠度以及传态的保真度,分析了D-M相互作用常数、温度、磁场、自旋耦合常数、各向异性参数对纠缠度和保真度的影响.     

环境温度对多光子Jaynes-Cummings模型制备的原子与单模腔场纠缠态的影响

借助于共生纠缠度方法 ,考察了共振的多光子Jaynes-Cummings模型的热纠缠态现象 .研究结果表明 :原子与单模腔场形成纠缠态的纠缠度随环境温度升高而急剧地减小 ,但在该Jaynes -Cummings模型中存在产生热纠缠态的临界温度 ,当环境温度超过这一温度值时 ,原子与腔场的纠缠态消失 .同时也表明 ,临界温度仅由原子与腔肠的耦合强度和原子跃迁时发射或吸收光子数决定 .因此 ,选择强耦合的原子与腔场量子系统可以在较高环境温度下实现原子与腔场的纠缠态并保持它 .     

实现纠缠交换的基本方案

阐述了量子隐形传态及量子纠缠交换的基本理论,通过单光子的量子纠缠交换、连续变量纠缠交换实证说明纠缠交换的机制,纠缠交换可使得从未直接发生相互作用的量子系统产生纠缠,利用纠缠交换可达到实现信息传递的目的,纠缠交换是目前信息学中实现信息交换非常重要的途径之一。     

两体高维量子系统的Negativity

量子纠缠及其度量在量子通讯中起着至关重要的作用．文章采用一种量子纠缠的计算方法--Negativity，推导得到了二参量两体高维量子系统Negativity的一般解析表达式．此方法的优点是计算方便，物理意义明确．     

多体GHZ态的远程制备

提出了两种制备多体GHZ态的方案。为了改造量子信道,在两个方案中,均使用了一个辅助粒子。第一种方案,利用辅助粒子将量子信道制备到与所要制备的态相适应的参数上;而在第二种方案中,先利用辅助粒子将量子信道改造成最大纠缠态,然后再制备所需要的量子态。研究表明,两种方案所需的经典信息相同,均为1个比特,在相同的条件下,第一种方案具有较高的成功概率。     

通过纠缠交换实现两粒子三能级纠缠态的量子隐形传输

本文提出一种利用纠缠交换实现两个粒子三态纠缠态的量子隐形传输的方案,在此方案中发送者Alice只要进行两次广义Bell态测量,并将测量结果通过经典通道告诉Bob,Bob根据接收到的信息即可通过相应的幺正变换来重建Alice要传输的量子态．     

基于GHZ态的三方量子安全直接通信

利用Greenberger-Horne-Zeilinger态的纠缠特性,提出一个三方量子安全直接通信方案,参与者通过对Greenberger-Horne-Zeilinger态进行单粒子幺正操作,编码其一比特经典消息,最后每个参与者都可根据自身的秘密消息获得另外两个参与者发送的秘密消息。此外,对协议在理想情况下的安全性进行简要的分析,表明该协议是安全的。     

多个囚禁离子未知类电子GHZ态的确定量子隐形传送

利用n＋1个两能级离子的纠缠GHZ态作为量子隐形传送的量子通道，提出一个有效的方案隐形传送未知n个离子的类电子纠缠GHZ态．本方案有以下显著特点：对囚禁离子振动模的加热不敏感；不需要对单个离子进行激光操控；操作简单，三步完成，成功传送的几率为1．     

量子信息的实在语境分析

文章从物理实在和信息实在的语境分析出发,以量子纠缠的制备—量子测量—量子态的描述这一语境分析思路为基础,分析认为:量子纠缠的制备与信息的显示,是信息主客体的语境最终体现,量子测量是语境的描述与映射,只有通过语境分析才能对量子信息理论及其哲学解释给予合理证实。     

Alternative and Secure Direct Communication with W State

A theoretical scheme for alternative and secure direct communication is proposed. The communication is based on controlled quantum teleportafiou via W state. After insuring the security of the quantum channels （a set of qubits in the W states）, Alice encodes the secret messages directly on a sequence of particle states and transmits them to Bob supported by Charlie, or to Charlie supported by Bob, using controlled quantum teleportafiou. Bob or Charfie can read out the encoded messages directly by the measurement on his qubits. In this scheme, the controlled quantum teleportafiou transmits Alice＇s message without revealing any information to a potential eavesdropper. Because there is no a transmission of the qubits carrying the secret messages between legitimate parties in the public channel, it is completely secure for direct secret communication if perfect quantum channel is used. We also discuss that when one of the three legitimate parties does not cooperate with others because of some reasons, the remaining two persons can still communicate with each other by entanglement purification. The main feature of this scheme is that the communicate between two sides is alternative but depends on the agreement of the third, and more over, the communication between two sides does not suspend with loss of one of three qubits （ i.e., one of the three legitimate parties does not cooperate with others）.