基于Bell态和W态的量子操作分享研究

【摘要】量子信息学是近年来由量子力学与信息科学相结合产生的一门新型交叉学科。量子操作分享是该学科领域内的一个小的研究分支。本文介绍了我们用Bell态和W态作为量子通道提出的九个量子操作分享方案。主要研究内容包括：(1)我们提出了两个三方量子操作分享方案,其中第一个方案使用了一个Bell态和一个对称的W态作量子通道,第二个方案则使用一个Bell态和一个非对称的W态。两个方案都是利用局域操作和经典通讯以及分享的量子纠缠,将初始者的单量子比特操作作用到远处代理人的目标量子比特上。但第一个方案是概率性的,而第二个方案是决定性的。从量子资源消耗、操作复杂性、经典资源消耗、成功概率和效率等五个方面,我们对它们进行了比较,发现两者量子资源消耗相同,但就后四个方面而言,第二个方案要比第一个优越。(2)分别使用对称和非对称W态作为量子通道,我们提出两个三方量子操作分享方案。第一个方案是概率性的,第二个方案是决定性方案。两个方案也可将初始者的单量子比特操作作用到远处代理人的目标量子比特上。我们对这两个方案从量子资源消耗、操作复杂性、经典资源消耗、成功概率和效率等四个方面进行了比较,发现两者量子资源消耗相同,但第二个方案整体上比第一个方案好。(3)我们研究了用两个非对称W态作为量子通道实现三方量子操作分享的能力。两组全同的三量子比特在三个参与者位置的五种分布称为五种量子纠缠结构。对应于这些纠缠结构我们提出了五个方案,它们的安全性和对称性都通过分析得以确认。我们研究并比较了不同方案的资源消耗、必要的操作的复杂度、成功的概率和效率。它们的量子资源消耗和必需操作的复杂性都相同。其中一个方案,在经典资源上需要额外消耗两个经典比特,但它是决定性的且具有最高的效率。另外四个方案虽然消耗较少的经典资源,但成功概率和效率却较低。我们研究发现,所有方案的成功概率和效率都取决于相应的两个W态的纠缠结构,这是由所研究体系的基本物理特性决定。另外,我们论证了我们所提方案,就当前实验技术条件而言,都是切实可行的。
【作者】季启彬；
【导师】张战军；
【作者基本信息】安徽大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】单比特操作分享；Bell态；对称w态；非对称w态；量子纠缠；非最大纠缠态；纠缠分布；成功概率；效率；

【参考文献】
[1]柯本喜.近似二维波动方程反问题[J].石油地球物理勘探,1987,05:522-528.
[2]赵慧子.河南省高速公路服务区专业化经营管理研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[3]羊德容.兰州市PM_(2.5)污染特性及其对人体健康的影响[D].兰州大学,环境工程,2013,硕士.
[4]吁芳.基于近红外与荧光光谱技术的牛奶中四环素类抗生素残留检测方法研究[D].江西农业大学,农业电气化与自动化,2012,硕士.
[5]马绍宾.川八角莲繁殖生态学初步研究[J].植物生态学报,2000,06:748-753.
[6]邵玉刚.基于GIS的城市地产管理信息系统的研究[D].武汉理工大学,2004.
[7]王怀博.膜下滴灌旱作水稻需水规律和土壤水分下限试验研究[D].宁夏大学,水利水电工程,2014,硕士.
[8]张英林.栲胶性能及其在复鞣中的应用研究[D].齐鲁工业大学,轻工技术与工程,2014,硕士.
[9]张阳.跨国公司对中国汽车产业集群的影响研究[D].吉林大学,世界经济,2013,硕士.
[10]许亮.基于SharePoint的终端用户备份还原的设计与实现[D].吉林大学,软件工程,2013,硕士.
[11]计旭东.壁立千仞,海纳百川,雄伟秀丽,端庄高雅——论山东大学威海分校教学主楼的文化特色[J].华中建筑.2004(06)
[12]李力伟.知识产权出资法律问题研究[D].吉林财经大学,民商法学,2014,硕士.
[13]惠转妮.基于Global K-means的多维数据聚类算法研究及其GPU加速[D].西安电子科技大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[14]董辰.铌、磷、稀土对耐候钢力学性能影响研究[D].内蒙古科技大学,钢铁冶金,2013,硕士.
[15]叶菁.正常和炎症来源的人牙周膜干细胞内皮向分化能力的比较研究[D].第四军医大学,牙周病学（专业学位）,2014,硕士.
[16]马辰.不同倍性泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）鳍细胞系的建立及特性分析[D].大连海洋大学,海洋生物学,2014,硕士.
[17]杜亮.连锁经营企业物流配送的研究[D].武汉理工大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[18]夏燕.论电影艺术接受的审美规律[D].贵州师范大学,2003.
[19]方卉.基于供应链金融的企业融资与运营决策研究[D].浙江工业大学,2012.
[20]米鹏.隐写软件检测系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[21]王曙.基于百度指数的投资者关注度与股票指数表现的相关性研究[D].南京大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[22]王羽熙.“内里”类中和式复合方位词的多角度考察[D].华中师范大学,对外汉语教学,2014,硕士.
[23]李磊.个性化元搜索引擎关键技术的研究[D].内蒙古科技大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[24]张占军.慢性阻塞性肺疾病合并肺结核患者T淋巴细胞亚群及相关细胞因子的变化和意义[D].苏州大学,内科学,2014,硕士.
[25]吴兵华.Ti/Al扩散反应机理与动力学研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2013,硕士.
[26]李梅.马斯洛需要层次理论对中学音乐教学的启示[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[27]石允剑.基于云计算技术的高校招生管理系统研究[D].南京航空航天大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[28]张源.海南省城市居住建筑能耗基础数据调查研究[D].西安建筑科技大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[29]梁剑寒.商家负面评论反馈对顾客购买意愿的影响[D].厦门大学,市场营销学,2014,硕士.
[30]汪定伟,徐昌国.物料需求计划与准时生产制的对比分析[J].自动化学报,1993,03:370-378.
[31]荆大威.用宽线剖面研究断层附近的构造形态[J].石油地球物理勘探,1986,06:624-631.
[32]唐自平.仲景《伤寒论》中清热类药对的研究[D].福建中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[33]马艳君.城市住宅项目交通影响评价系统研究[D].西南交通大学,交通信息工程及控制,2014,硕士.
[34]徐正光,孙昌平.基于区间T-S模糊模型的运动模式预测[J].控制与决策,2012,11:1699-1705+1710.
[35]任春霞.ODN对牙龈卟啉单胞菌侵入成骨细胞增殖活性的影响[D].吉林大学,口腔医学,2014,硕士.
[36]龙君.新课标下小学低年级看图写话教学方法初探[D].湖南师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[37]史晓丹.基于粗糙集与遗传规划的港口吞吐量预测研究[D].北京交通大学,2014.
[38]陈树文,张文卿.论宣传思想工作长效机制的构建[J].中国特色社会主义研究,2014,01:71-73.
[39]吕立生.活塞式气泵往复密封技术研究[D].北华航天工业学院,航天工程,2014,硕士.
[40]卢伟.格陵兰重要金属矿产成矿规律与找矿方向研究[D].中国地质大学（北京）,矿产普查与勘探,2014,硕士.
[41]房美.高分散负载钯纳米金属催化剂制备及其性能研究[D].北京化工大学,化学工程与技术,2013,硕士.
[42]王民湘,蒋国旗.对客专道岔运用中存在问题的分析[J].铁道通信信号.2008(04)
[43]田稷.基于OLAP的Web日志处理与读者行为分析[J].情报杂志,2002,07:42-44.
[44]欧阳倩.荆门市某社区35岁及以上人群高血压病流行现状及生命质量评价[D].华中科技大学,流行病与卫生统计学,2013,硕士.
[45]宁万超.新建高速公路长联桥梁无缝桥面关键技术研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[46]吴金华.奥巴马就职演讲的功能文体分析[D].安徽大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[47]朱多刚.电子政务成功：信任、风险和TAM的综合模型[D].华中科技大学,行政管理,2012,硕士.
[48]陈晓光.宫斗题材电视剧热播现象研究[D].河北大学,戏剧与影视学,2014,硕士.
[49]杨玉海.轧机宽度预设定模型及控制方案[J].冶金自动化,1983,05:44-50.
[50]朱明惠.冲破“他者”的囚笼[D].吉林大学,英语语言文学,2014,硕士.