基于量子网络中量子态远程传送与操作的若干协议设计

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2、ＮｅｔｗｏｒｋＱ研费生姓名薛礼鹏指导教师姓名姜敏＾专业名称信息与通信工程…硏究方向量子通信肺在院部电子信息学院论文提交日期２０１６年６月——‘—＇Ｔ：苏州大学学位论文独创性声明■本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进巧研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研巧作出重要贡献的个人和集体。，均己在

3、文中臥明确方式标明本人承担本声明的法律责任。论文作者签名：ｊｏ順Ｉ曰期：於！Ｉ斗！＾＾基于量子网络中量子态远程传送与操作的若干协议设计摘要自二十世纪以来，随着量子力学和信息学的逐步发展与结合，在信息领域中发展成一门新的学科—量子信息科学。量子通信技术作为量子信息科学中重要分支和最有发展前景的学科，包括量子隐形传态、量子态秘钥分配、量子态制备、量子稠密编码和量子态共享等主要研究点。量子远程态制备和量子远程操作作为量子网络系统框架中的关键任务，其中量子资源的使用、方案的高效性、和普适性等都是评价协议优劣至关重要的指标。本文主要讨论了构

4、建确定性信道的量子态传送、任意高维量子态克隆和量子态远程控制等三个协议。首先，因为量子实验会受到外界环境的影响，其中最大纠缠态受到的影响最大，往往会演变成部分纠缠量子态。然而以部分纠缠态为量子信道的隐形传输并不能保证百分之百的成功，因此研究如何利用概率信道进行确定性量子隐形传送是一个关键问题。本文创新性地利用两个扩展性的Bell概率信道巧妙的构建确定性多能级量子信道，实现了基于概率信道且没有直接联系的Alice和Charlie能够进行100%的量子传送；其次，根据量子不可克隆定理和克隆的本质，量子态克隆也可以作为量子态传输的一种。目前已有的研究

5、方案都是从量子信道特性、制备效率、制备成功概率、资源使用等等方向分析的，目前还没有一种方案是针对普适量子态制备的。因而提出一种普适的关于任意多能级量子态制备方案，使用易获取的Bell态量子信道，使得方案具有很好的普适应用性。从理论上验证了方案的可行性，并分析了量子资源的使用情况和对量子网络的安全性进行了检测验证；最后，论文分别讨论了两方、三方和多方高维的量子态远程控制方案，主要通过门操作提出了一种“兄弟态”的思想，通过传送“兄弟态”到目标方实现控制，打破了常规的传送目标态的思想，以平行控制的崭新方式实现远程控制，使其方案性能得到了大幅度提升。关

6、键词：量子隐形传态，量子态克隆，远程平行控制，幺正操作，高维量子态作者：薛礼鹏指导老师：姜敏IDesignonSeveralProtocolsforQuantumStateRemoteTransmissionandOperationsBasedonQuantumNetworkAbstractInthe20thcentury,withthedevelopmentandcombinedofquantummechanicsandinformationscience,quantumtheorydevelopedintoanewsubjectbyvirt

7、ueofitsuniquecharacteristicsinthefieldofinformation–quantuminformationscience.Quantumcommunicationasanimportantresearchbranchofquantuminformationtheory,itincludesquantumstates,quantumkeydistribution,quantumstatepreparation,quantumdensecoding,andquantumstatesharing.Theremotep

8、reparationandoperationofquantumstateplayanimportantroleinthenetworksystemfr