基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法技术

本发明专利技术涉及基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，两位发送者Alice与Bob远程协助一位接收者Charlie制备目标六比特团簇态，包含四个步骤(1)首先发送者Alice与Bob和接收者Charlie只需共享2个GHZ信道，发送者Alice首先根据团簇态的幅度信息，对量子通信信道进行预处理；(2)发送者Alice与Bob根据待制备团簇态的部分相位信息构造相应的测量基，对其拥有的粒子进行测量，并将测量结果发送给接收者Charlie；(3)接收者Charlie根据发送者Alice和Bob的测量结果，对手中的粒子进行幺正操作，获得与目标团簇态对应的中间量子态；(4)Charlie引入辅助粒子，并执行相应的操作，恢复目标六比特团簇态。本发明专利技术中每位发送者只掌握一部分的信息,有效地避免了信息的泄露，具有较好的安全性。

A Method of Joint Remote Fabrication of Six-Bit Cluster States Based on GHZ State

The present invention relates to a method of joint remote preparation of six-bit cluster state based on GHZ state. Two senders Alice and Bob assist one receiver Charlie to prepare target six-bit cluster state remotely. It includes four steps: (1) First, sender Alice shares only two GHZ channels with Bob and receiver Charlie, and sender Alice previews quantum communication channels according to the amplitude information of cluster state. Processing; (2) Sender Alice and Bob construct the corresponding measurement base according to the partial phase information of the cluster state to be prepared, measure the particles they own and send the measurement results to receiver Charlie; (3) Receiver Charlie unitarizes the particles in his hand according to the measurement results of sender Alice and Bob, and obtains the intermediate quantum states corresponding to the target cluster state; (4) Charlie Secondary particles are introduced and corresponding operations are performed to restore the target six-bit cluster state. Each sender of the invention only grasps part of the information, effectively avoids the leakage of the information, and has better security.

【技术实现步骤摘要】
基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法
本专利技术涉及量子通讯，特别是涉及基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法。
技术介绍
自1993年C.H.Bennett[1]提出量子隐形传态这个概念以来，量子信息领域得到了极大的发展，许多新的概念相继被提出来，例如可控量子隐形传态[2]、量子远程克隆[3-4]、量子密集编码[5-6]、量子身份认证[7-8]。量子安全直接通信等.2001年，C.H.Bennett等[9]又提出了量子态远程制备这一新概念，这个制备过程虽然仍用了经典通道和量子通道来实现，但它并不需要传送粒子的态就可以通过操作让远处的多个粒子纠缠起来，并假设发送者(Alice)事先已经知道待制备的态，而接受者(Bob)并不知道，这样与量子隐形传态相比，量子态远程制备在过程中就节约了许多资源。这一概念吸引了众多人的关注，并相继提出了单粒子态[10-11]、2粒子纠缠态[12-14]、3粒子纠缠态[15]、4粒子团簇态[16-17]程制备方案。由于团簇态具有较强的稳定性和抗干扰性,自Briegel在2001年首次提出团簇态以来,便被广泛应用于量子通信中。目前,物理学者们在理论和实验上都对团簇态展开了广泛地研究,并取得了显著的成果。文献[18]成功实现了四光子团簇态的制备,并证明了一维量子计算的可行性；文献[19]提出了在腔量子电动力学和离子阱系统中制备四比特团簇态；文献[20]提出了利用Josephson效应的超导系统制备团簇态等。许多团簇态的远程制备方案也相继被提出。2013年,文献[21]提出了联合远程制备四比特团簇态方案。该方案仅用两比特非最大纠缠态作为量子信道,然后推广到多方协议。本专利技术参考文献如下：[1]BennettCH，BmssardG，CrepeauC，eta1.TeleportinganunknownquantumstateviadualclassicalandEinstein-Podolsky-Rosenchannels[J].PhysicalReviewLetters，1993，70(13)：1895—1899.[2]KarlssonA，BourennaneM.Quantumteleportationusingthree-particleentanglement[J].PhysRevA，1998，58:4394-4400.[3]ScaraniV，IblisdirS，GisinN.Quantumcloning[J].RevModPhys,2005.77(4)：1225-1256.[4]DuanLuming，GuoGuangcan.Probabilisticcloningandidentificationoflinearlyindependentquantumstates[J].PhysRevLett，1998，80(22)：4999-5002.[5]BennetCH，WiesnerS.Communicationviaoneandtow-particleoperatorsonEinstein-Podolsky-Rosenstates[J].PhysRevLett，1992，69：2881-2884.[6]HaoJiucang,LiChuanfeng,GuoGuangcan.ControlleddensecodingusingtheGreenberger-Horne-Zeilingerstate[J].PhysRevA，2001，63：54301-54303.[7]ZhouNanrun，ZenngGuihua，ZengWenjie，eta1.Cross-centerquantumidentificationschemebasedonteleportationandentanglementswapping[J].Optcommun,2005,254：380.388.[8]LiYuanhua,LiuJunchang,NieYiyou.Quantumidentificationschemeofcross-centerbasedonfour-particleclusterslale[J].ChineseJournalofQuantumElectronics，2011，28(1):52-57.[9]BennettCH，DivincenzoDP，ShorPw，eta1.Remotestatepreparation[J].PhysicalReviewLetters,2001，87(7)：77902.[10]YeMing，ZhangYongsheng，GuoGuangcan.Faithfulremotestateperparationusingfiniteclassicalbitsandanon-maximallyentangledstate[J].PhysicalReviewA，2004，69(2)：716-719.[11]BabicheySA，BrezgerB，LvovskyAI.Remotepreparationofasingle-modephotonicqubitbymeasuringfieldquadraturenoise[J].Physicalre、reviewletters，2004，92(4)：47903.[12]XiaoXiaoqi,_LiuJinming._Remotepreparationofatow-particleentangledstateviatowtripartiteWentangledstates[J].InternationalJournalofTheoreticalPhysics，2007，46(10)：2378-2383.[13]HouKui，WangJing，YuanHao，eta1.Multiparty-controlledremotepreparationoftow-particalstate[J].CommunicationsinTheoreticalPhysics，2009，52(5)：848-852.[14]WangD，ZhaXW,_LanQ.Jointremotestatepreparationofarbitrarytow-qubitstatewithsix-qubitstate[J].OpticsCommunications，2011，284(24)：5853-5855.[15]LiuHonghui，ChengLiuyong，Shaoxiaoqiang，eta1.Jointremotestatepreparationofarbitrarytow-andthree-particlestates[J].InternationalJornalofTheoreticalPhysics，2011，50(10)：3023-3032.[16]MaPencheng,ZhanYOubang.Schemeforremotelypreparingafour-particleentangledcluster-typestate[J].Opticscommunications，2010,283(12)：2640-2643.[17]MaSongya,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，其特征在于，包括：两位发送者远程协助一位接收者制备目标六比特团簇态的形式为:

【技术特征摘要】
1.一种基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，其特征在于，包括：两位发送者远程协助一位接收者制备目标六比特团簇态的形式为:其中，系数a0,a1,a2,a3为复数且它们满足归一化条件，相位θ1,θ2,θ3在[0,2π)之间，Alice知道待制备团簇态的幅度信息a0,a1,a2,a3和一部分相位信息Bob知道待制备态的另一部分相位信息Charlie对待制备的态不了解；发送者Alice、Bob和接收者Charlie共享2个GHZ量子纠缠态：其中Alice拥有粒子A1,A2，Bob拥有粒子B1,B2，Charlie拥有粒子C1,C2；Alice引入辅助粒子|0>a，并且对自己所拥有的粒子A1、A2和辅助粒子a执行幺正操作然后Alice对辅助粒子a执行单粒子测量，若测量结果为|0>a那么整个系统塌缩为：Alice根据部分相位信息构造相应的测量基对粒子A1A2执行投影测量，同时，Bob根据另一部分相位信息构造相应的测量基对粒子B1B2执行投影测量；当完成测量后，Alice和Bob将测量结果对应成经典信息，通过经典信道发送给接收者Charlie；根据Alice与Bob的测量结果，Charlie执行相应的幺正操作获得与待制备的六比特团簇态密切相关的两比特量子态：Charlie引入辅助粒子，并执行相应的置换操作，恢复目标六比特团簇态。2.根据权利要求1所述的基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，其特征在于，幺正操作具体形式如下：其中3.根据权利要求1所述的基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜敏，曹凌云，吴娜娜，孙兵，黄旭，
申请(专利权)人：苏州大学张家港工业技术研究院，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32