隱形傳態(tài)、密集編碼、超密集編碼、遠程態(tài)制備簡介課件

量子隱形傳態(tài)（Teleportation)密集編碼（DenseCoding）超密集編碼（SuperdenseCoding)遠程態(tài)制備（RemotePreparation)量子隱形傳態(tài)

（Teleportation)Bell基EPR態(tài)EPR粒子對處于一種量子態(tài)（俗稱EPR態(tài)），其實質(zhì)就是一種量子糾纏態(tài)。不管兩粒子相距多遠，都處于一種相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，這也稱作是量子力學(xué)的非局域效應(yīng)。量子隱形傳態(tài)的基本原理設(shè)想粒子1處于某個未知量子態(tài)上發(fā)送者Alice要把量子態(tài)傳送給接受者Bob，但粒子1要始終留在Alice處基于Bell基矢聯(lián)合測量的量子隱形傳態(tài)方案1.預(yù)先將粒子2和3制備成處于如下的EPR對，其量子態(tài)為粒子1與粒子2和3所構(gòu)成的量子體系的量子態(tài)為在Bell基矢表象下2.將粒子2和3分別傳送給通訊雙方Alice和Bob如用表示，用表示。測量后粒子3所處的量子態(tài)與欲傳送的量子態(tài)之間有如下關(guān)系:3.Alice將她對粒子1和2聯(lián)合測量所得的結(jié)果(經(jīng)典信息),經(jīng)由經(jīng)典信道傳送給Bob,Bob便能確知粒子3的狀態(tài),然后對粒子3實施相應(yīng)的幺正變換,即可使它處于被傳送的未知態(tài)上。例如：當(dāng)Alice測得粒子1和2的量子態(tài)為時,則粒子3將處于上,Bob只要對其施加幺正變換,便可使粒子3處于欲傳送的量子態(tài)上,而留在Alice處的粒子1在聯(lián)合測量之后,原始態(tài)已被破壞掉了.這樣就實現(xiàn)了將未知量子態(tài)從Alice處傳送到Bob處.密集編碼

（DenseCoding）密集編碼方案的示意圖雙線代表兩個經(jīng)典比特，單線為一個量子比特密集編碼過程源S產(chǎn)生一個Alice和Bob所共享的EPR對。例如，該EPR對被制備于以下狀態(tài)：為了得到該EPR態(tài)，可以將Hadamard門與受控非門實施于態(tài)2.Alice想要發(fā)送給Bob的兩個經(jīng)典比特有4個可能的取值：00、01、10和11.它們決定了Alice在她那一半EPR對上所執(zhí)行的幺正運算U:執(zhí)行密集編碼方案的量子線路3.Alice把她那一半的EPR對傳給Bob.4.Bob在該EPR對上實施適當(dāng)?shù)溺壅\算并

測量兩個量子比特，以得到兩個經(jīng)典比

特的信息。Bob運行的是容易驗證最后，Bob測量在計算基矢上的兩個量子比特，從而以100%的概率得到想要的兩個經(jīng)典比特。密集編碼的優(yōu)缺點優(yōu)點：保密性強。只有知道糾纏粒子對的初始量子態(tài)，同時最后對兩個糾纏粒子進行測量，才能獲得發(fā)送者的秘密信息。也就是說所有信息均編制在Alice和Bob的粒子之間的關(guān)聯(lián)上，局域測量無法獲得這些信息。缺點：需要一個保密性很強的粒子通道，一旦粒子通道被截斷，則密集編碼通信將截止。超密集編碼

（SuperdenseCoding)超密集編碼的操作原則對于兩方d維的Bell基態(tài)可以描述為其中，n,m,j=0,1,…,d-1如下幺正操作作用在B粒子上可以將如下Bell基態(tài)轉(zhuǎn)換為Bell態(tài)操作可表示為兩方三維情況三維粒子的量子密集編碼過程如下。假設(shè)Allice和Bob共享最大糾纏態(tài)。幺正算符遠程態(tài)制備

（RemotePreparation)概念簡介與量子隱形傳態(tài)的目的一樣，遠程態(tài)制備也是以傳送量子態(tài)為目的，即遠距離制備一個量子態(tài)。兩者的區(qū)別在于：（1）在遠程態(tài)制備中，要傳輸?shù)牧孔討B(tài)對于Alice是已知的，而在隱形傳態(tài)中，要傳輸?shù)牧孔討B(tài)對于Alice是未知的。（2）在隱形傳態(tài)中，1bit量子信息需消耗2bit經(jīng)典信息，而在遠程態(tài)制備中，1bit量子信息只需消耗1