一种光量子态远程操控系统技术方案

本发明专利技术涉及量子通信技术领域，具体为一种光量子态远程操控系统，通过科学合理设置量子正交测量模块、局域么正操作模块、贝尔基测量模块和量子操作模块，再结合可控远程操控策略，以非最大纠缠MS态为量子纠缠信道，依据可控远程量子态操控协议，在控制方的控制下实现量子态确定的远程操控。由于本系统的远程量子态操控协议受控制方控制，只有在与控制方合作的情况下才能完成量子态的可控远程操控，同时本系统无需基于理想状况下以最大纠缠信道为量子纠缠信道，因此与现有的量子态远程操控装置相比，本发明专利技术具有更高的安全性和稳定性，有效提高了通信效率。

【技术实现步骤摘要】
一种光量子态远程操控系统
本专利技术涉及量子通信
，具体为一种光量子态远程操控系统。
技术介绍
量子态是量子通信与量子计算的信息载体，加载在量子态上信息的安全受到了不确定性关系、不可克隆原理等量子力学基本原理的保障，因此可以保证通讯的绝对安全，其中量子态操控是量子通信的重要任务之一。当前的量子态远程操控装置绝大多数都是基于理想状况下以最大纠缠信道为量子纠缠信道的远程操控系统，或者是基于部分纠缠态的量子态概率远程操控系统，而没有基于部分纠缠信道确定的量子态可控远程操作系统，主要原因在于难以找到合适的量子纠缠信道以及相匹配的量子测量方法。由于现有的量子态远程操控系统都是基于理想状况下，因此操控的稳定性和安全性都很差，造成了通信的效率较为低下，而且安全性也不高。同时当前的量子通信学术领域，关于光量子计算方法的研究也很多，例如中国科学技术大学博士学位论文《光量子计算及其算法实现》，作者：蔡昕东，时间：2015年5月，通常这类研究都只有光量子的详细算法，但无具体的基于非理想状况下的光量子操控系统，因此仍旧无法提高通信的效率和安全性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术一种光量子态远程操控系统，通过科学合理设置量子正交测量模块、局域么正操作模块、贝尔基测量模块和量子操作模块，再结合可控远程操控策略，以非最大纠缠MS态为量子纠缠信道，依据可控远程量子态操控协议，在控制方的控制下实现量子态确定的远程操控。由于本系统的远程量子态操控协议受控制方控制，只有在与控制方合作的情况下才能完成量子态的可控远程操控，同时本系统无需基于理想状况下以最大纠缠信道为量子纠缠信道，因此与现有的量子态远程操控装置相比，本系统具有更高的安全性和稳定性，从而有效解决了上述问题。本专利技术采用的技术方案是：一种光量子态远程操控系统，其特征在于：包括第一贝尔基测量模块和第二贝尔基测量模块，所述第一贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第一局域么正操作模块第四射入端、第三射入端连接，所述第一局域么正操作模块第二射入端与第一正交投影测量模块射出端连接，所述第一局域么正操作模块射出端与量子操作模块射入端连接，所述量子操作模块射出端与所述第二贝尔基测量模块第一射入端连接，所述第二贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第二局域么正操作模块第三射入端、第四射入端连接，所述第二局域么正操作模块第二射入端与第二正交投影测量模块射出端连接，所述第二局域么正操作模块射出端与外部的量子储存装置射入端连接；所述第一贝尔基测量模块的第一射入端和第二射入端、第二局域么正操作模块射入端、第一正交投影测量模块射入端、第二正交投影测量模块射入端、第一局域么正操作模块第一射入端、第二贝尔基测量模块第二射入端分别用于与外部的光量子信号源第一至第七射出端连接。本系统中，接收方由第一贝尔基测量模块和第二局域么正操作模块组成，控制方由第一正交投影测量模块和第二正交投影测量模块组成，发送方由第一局域么正操作模块、量子操作模块和第二贝尔基测量模块组成，然后光量子信号源第一至第七射出端依次射出第三接收粒子、第一接收粒子、第二接收粒子、第一控制粒子、第二控制粒子、第一发送粒子和第二发送粒子，首先接收方的第一贝尔基测量模块对粒子、粒子进行贝尔基测量并将测量结果传送给发送方的第一局域么正操作模块，同时控制方的第一正交投影测量模块对粒子执行正交投影测量并将测量结果传送给发送方的第一局域么正操作模块，然后第一局域么正操作模块根据第一贝尔基测量模块和第一局域么正操作模块传送过来的测量结果在粒子上重建单量子态，再通过量子操作模块将粒子状态演化为目标状态，接着发送方的第二贝尔基测量模块再对粒子、粒子执行贝尔基测量并将测量结果传送给接收方的第二局域么正操作模块，同时控制方的第二正交投影测量模块对粒子执行正交投影测量并将测量结果传送给接收方的第二局域么正操作模块，最后由第二局域么正操作模块根据第二贝尔基测量模块和第二正交投影测量模块传送过来的测量结果选择对粒子执行局域么正操作从而完成在粒子上制备目标态。进一步的，所述第一贝尔基测量模块、第二贝尔基测量模块、第一正交投影测量模块和第二正交投影测量模块均为光子探测器。进一步的，所述第一局域么正操作模块、第二局域么正操作模块和量子操作模块均为单量子门。进一步的，所述第一贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别通过经典信道与第一局域么正操作模块第四射入端、第三射入端连接，所述第一局域么正操作模块第二射入端通过经典信道与第一正交投影测量模块射出端连接，所述第二局域么正操作模块第二射入端通过经典信道与第二正交投影测量模块射出端连接，所述第二贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端通过经典信道分别与第二局域么正操作模块第三射入端、第四射入端连接。通过经典信道传输光量子测量结果可有效降低系统的制造成本。进一步的，所述连接的线路包括包括无线传输连接线路和光纤连接线路；当连接的两个光学元件之间的传输距离大于等于1km时采用光纤连接线路；当连接的两个光学元件之间的传输距离小于1km时采用无线传输连接线路。进一步的，所述单量子门为玻片。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果：本专利技术一种光量子态远程操控系统，与现有的量子态远程操控系统相比，具有更高的安全性和稳定性，显著提高了通信效率，而且本系统所需的光学器件均为常见的线性光学元件，因此易操作、可行性强、应用前景广泛。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1本专利技术的结构框图；图2本专利技术的具体实施图。具体实施方式下面将结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：如图2所示，第一贝尔基测量模块为第一光子探测器BSM1，第二贝尔基测量模块为第二光子探测器BSM2，第一正交投影测量模块为第三光子探测器S3，第二正交投影测量模块为第四光子探测器S4，第一局域么正操作模块为第一玻片e1，第二局域么正操作模块为第二玻片e2，量子操作模块为第三玻片e3，外部的量子储存装置为储存器；所述第一光子探测器BSM1的第一射出端、第二射出端通过经典信道分别与第一玻片e1的第四射入端、第三射入端连接，所述第一玻片e1的第二射入端通过经典信道与第三光子探测器S3射出端连接，所述第一玻片e1射出端与第三玻片e3射入端连接，所述第三玻片e3射出端与第二光子探测器BSM2第一射入端连接，所述第二光子探测器BSM2第一射出端、第二射出端通过经典信道分别与第二玻片e2第三射入端、第四射入端连接，所述第二玻片e2第二射入端通过经典信道与第四光子探测器S4射出端连接，所述第二玻片e2射出端与存储器射入端连接，所述第一光子探测器BSM1的第一射入端和第二射入端、第二玻片e2射入端、第三光子探测器S3射入端、第四光子探测器S4射入端、第一玻片e本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光量子态远程操控系统，其特征在于：包括第一贝尔基测量模块和第二贝尔基测量模块，所述第一贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第一局域么正操作模块第四射入端、第三射入端连接，所述第一局域么正操作模块第二射入端与第一正交投影测量模块射出端连接，所述第一局域么正操作模块射出端与量子操作模块射入端连接，所述量子操作模块射出端与所述第二贝尔基测量模块第一射入端连接，所述第二贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第二局域么正操作模块第三射入端、第四射入端连接，所述第二局域么正操作模块第二射入端与第二正交投影测量模块射出端连接，所述第二局域么正操作模块射出端与外部的量子储存装置射入端连接；所述第一贝尔基测量模块的第一射入端和第二射入端、第二局域么正操作模块射入端、第一正交投影测量模块射入端、第二正交投影测量模块射入端、第一局域么正操作模块第一射入端、第二贝尔基测量模块第二射入端分别用于与外部的光量子信号源第一至第七射出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种光量子态远程操控系统，其特征在于：包括第一贝尔基测量模块和第二贝尔基测量模块，所述第一贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第一局域么正操作模块第四射入端、第三射入端连接，所述第一局域么正操作模块第二射入端与第一正交投影测量模块射出端连接，所述第一局域么正操作模块射出端与量子操作模块射入端连接，所述量子操作模块射出端与所述第二贝尔基测量模块第一射入端连接，所述第二贝尔基测量模块第一射出端、第二射出端分别与第二局域么正操作模块第三射入端、第四射入端连接，所述第二局域么正操作模块第二射入端与第二正交投影测量模块射出端连接，所述第二局域么正操作模块射出端与外部的量子储存装置射入端连接；所述第一贝尔基测量模块的第一射入端和第二射入端、第二局域么正操作模块射入端、第一正交投影测量模块射入端、第二正交投影测量模块射入端、第一局域么正操作模块第一射入端、第二贝尔基测量模块第二射入端分别用于与外部的光量子信号源第一至第七射出端连接。2.根据权利要求1所述的一种光量子态远程操控系统，其特征在于：所述第一贝尔基测量模块、第二贝尔基测量模块、第一正交投...

【专利技术属性】
技术研发人员：周萍，焦显芳，吕舒欣，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西,45