基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，利用了基于量子傅里叶变换的幺正变换获得方法获得了5粒子Brown态的测量结果与对应的幺正变换的关系，解决了5粒子Brown态传送3粒子W态中非线性对应的问题，提高了传输的正确率以及效率。

【技术实现步骤摘要】
基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法
本专利技术涉及量子隐形传态方法，具体涉及一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法。
技术介绍
量子隐形传态，又称量子隐形传输、量子远距传输，是一种利用量子纠缠的特性与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。现有技术提出利用5粒子团簇态实现3粒子GHZ态的隐形传态方案。但是该方案需要发送方进行两次Bell基联合测量、一次Hadamard变换和一次单粒子测量，接收方要进行一次控制非门操作再做相应的幺正变换，使用的步骤较为复杂；现有技术又提出了一种通过簇状态隐形传送三粒子W纠缠态的方案。该方案引入辅助粒子，量子信道中的两个粒子对其进行CNOT操作；但是该协议只是有概率实现纠缠W状态的隐形传送。现有技术在对3粒子W态进行传输时，由于3粒子W态具有3种状态，而一般其他的5粒子态，例如5粒子簇态以及5粒子Brown态，由于其具有4种状态，用这些5粒子态传输3粒子W态时，由于状态不匹配，导致接收方无法获得相应的正确幺正变换的形式，从而无法实现3粒子W态的传输。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，用以解决现有技术中5粒子Brown态传输3粒子W态时，由于接收方无法获得相应的正确幺正变换的形式，从而无法实现3粒子W态的传输等问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，所述的5粒子Brown态由5个Brown态粒子组成，所述的3粒子W态由3个W态粒子组成，所述的方法按照以下步骤执行：步骤1、纠缠源制备5粒子Brown态，纠缠源将5个Brown态粒子中的前3个Brown态粒子发送给接收方Bob，将后2个Brown态粒子发送给发送方Alice；所述的发送方Alice获得2个Brown态粒子，所述的接收方Bob获得3个Brown态粒子；步骤2、发送方Alice制备3粒子W态，获得3个W态粒子；步骤3、发送方Alice对获得的2个Brown态粒子以及3个W态粒子进行5粒子联合测量，获得测量结果；所述的测量结果为第一测量结果|ξ00>、第二测量结果|ξ01>、第三测量结果|ξ02>、第四测量结果|ξ03>、第五测量结果|ξ10>、第六测量结果|ξ11>、第七测量结果|ξ12>、第八测量结果|ξ13>、第九测量结果|ξ20>、第十测量结果|ξ21>、第十一测量结果|ξ22>或第十二测量结果|ξ23>；步骤4、发送方Alice将测量结果发送给接收方Bob，接收方Bob根据测量结果利用幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换；其中，所述的幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换包括：若测量结果为第一测量结果|ξ00>，则接收方Bob采用U00+U11+U22的幺正变换；若测量结果为第二测量结果|ξ01>，则接收方Bob采用U00-iU11-U22的幺正变换；若测量结果为第三测量结果|ξ02>，则接收方Bob采用U00-U11+U22的幺正变换；若测量结果为第四测量结果|ξ03>，则接收方Bob采用U00+iU11-U22的幺正变换；若测量结果为第五测量结果|ξ10>，则接收方Bob采用U20+U01+U12的幺正变换；若测量结果为第六测量结果|ξ11>，则接收方Bob采用-U20+U01-iU12的幺正变换；若测量结果为第七测量结果|ξ12>，则接收方Bob采用U20+U01-U12的幺正变换；若测量结果为第八测量结果|ξ13>，则接收方Bob采用-U20+U01+iU12的幺正变换；若测量结果为第九测量结果|ξ20>，则接收方Bob采用U10+U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十测量结果|ξ21>，则接收方Bob采用-iU10-U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十一测量结果|ξ22>，则接收方Bob采用-U10+U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十二测量结果|ξ23>，则接收方Bob采用iU10-U21+U02的幺正变换；其中，U00＝|100>(<001|+<100|)，U01＝|100>(<100|+<001|)，U02＝|100>(<111|+<010|)，U10＝|010>(<001|+<100|)，U11＝|010>(<100|+<001|)，U12＝|010>(<111|+<010|)，U20＝|001>(<001|+<100|)，U21＝|001>(<100|+<001|)，U22＝|001>(<111|+<010|)，i表示虚数单位；步骤5、接收方Bob利用步骤4中获得的幺正变换对接收方Bob获得的3个Brown态粒子所塌缩的态进行变换，还原3粒子W态。进一步地，所述的步骤4中发送方Alice将测量结果发送给接收方Bob时，将测量结果的下标利用4位二进制数进行编码，获得编码结果，将编码结果利用4个经典比特发送给接收方Bob。本专利技术与现有技术相比具有以下技术效果：1、本专利技术提供的基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，利用了基于量子傅里叶变换的幺正变换获得方法获得了5粒子Brown态的测量结果与对应的幺正变换的关系，解决了5粒子Brown态传送3粒子W态中非线性对应的问题，提高了传输的正确率以及效率。2、本专利技术提供的基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，接收方的幺正操作比其他方法更容易计算，更方便实现。附图说明图1为本专利技术提供的基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法的流程图。具体实施方式5粒子Brown态为：其中，分别表示四种Bell基态，即5粒子Brown态包括4种态。3粒子W态为：|W3>＝α(|100>+β|010>+γ|001>)式1其中，α、β以及γ为对应粒子态的幅度，它们的平方加起来等于1，|100>、|010>以及|001>分别表示3种基态，即3粒子W态包括3种态。量子傅里叶变换：量子傅里叶变换能够在多种物理体系中得以实现，包括核磁共振体系，量子QED，光量子，离子阱等体系，同时量子傅里叶变换还能应用于量子通讯中，用于实现多方之间的量子密钥分发。本实施例公开了一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，5粒子Brown态由5个Brown态粒子组成，3粒子W态由3个W态粒子组成，方法按照以下步骤执行：步骤1、纠缠源制备5粒子Brown态，纠缠源将5个Brown态粒子中的前3个Brown态粒子发送给接收方Bob，将后2个Brown态粒子发送给发送方Alice；发送方Alice获得2个Brown态粒子，接收方Bob获得3个Brown态粒子；在本实施例中，收发双方共享5粒子Brown态，纠缠源制备5粒子Brown态，发送方Alic本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，所述的5粒子Brown态由5个Brown态粒子组成，所述的3粒子W态由3个W态粒子组成，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：步骤1、纠缠源制备5粒子Brown态，纠缠源将5个Brown态粒子中的前3个Brown态粒子发送给接收方Bob，将后2个Brown态粒子发送给发送方Alice；所述的发送方Alice获得2个Brown态粒子，所述的接收方Bob获得3个Brown态粒子；步骤2、发送方Alice制备3粒子W态，获得3个W态粒子；步骤3、发送方Alice对获得的2个Brown态粒子以及3个W态粒子进行5粒子联合测量，获得测量结果；所述的测量结果为第一测量结果|ξ00>、第二测量结果|ξ01>、第三测量结果|ξ02>、第四测量结果|ξ03>、第五测量结果|ξ10>、第六测量结果|ξ11>、第七测量结果|ξ12>、第八测量结果|ξ13>、第九测量结果|ξ20>、第十测量结果|ξ21>、第十一测量结果|ξ22>或第十二测量结果|ξ23>；步骤4、发送方Alice将测量结果发送给接收方Bob，接收方Bob根据测量结果利用幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换；其中，所述的幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换包括：若测量结果为第一测量结果|ξ00>，则接收方Bob采用U00+U11+U22的幺正变换；若测量结果为第二测量结果|ξ01>，则接收方Bob采用U00‑iU11‑U22的幺正变换；若测量结果为第三测量结果|ξ02>，则接收方Bob采用U00‑U11+U22的幺正变换；若测量结果为第四测量结果|ξ03>，则接收方Bob采用U00+iU11‑U22的幺正变换；若测量结果为第五测量结果|ξ10>，则接收方Bob采用U20+U01+U12的幺正变换；若测量结果为第六测量结果|ξ11>，则接收方Bob采用‑U20+U01‑iU12的幺正变换；若测量结果为第七测量结果|ξ12>，则接收方Bob采用U20+U01‑U12的幺正变换；若测量结果为第八测量结果|ξ13>，则接收方Bob采用‑U20+U01+iU12的幺正变换；若测量结果为第九测量结果|ξ20>，则接收方Bob采用U10+U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十测量结果|ξ21>，则接收方Bob采用‑iU10‑U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十一测量结果|ξ22>，则接收方Bob采用‑U10+U21+U02的幺正变换；若测量结果为第十二测量结果|ξ23>，则接收方Bob采用iU10‑U21+U02的幺正变换；其中，U00＝|100>(<001|+<100|)，U01＝|100>(<100|+<001|)，U02＝|100>(<111|+<010|)，U10＝|010>(<001|+<100|)，U11＝|010>(<100|+<001|)，U12＝|010>(<111|+<010|)，U20＝|001>(<001|+<100|)，U21＝|001>(<100|+<001|)，U22＝|001>(<111|+<010|)，i表示虚数单位；步骤5、接收方Bob利用步骤4中获得的幺正变换对接收方Bob获得的3个Brown态粒子所塌缩的态进行变换，还原3粒子W态。...

【技术特征摘要】
1.一种基于量子傅里叶变换的5粒子Brown态传输3粒子W态的方法，所述的5粒子Brown态由5个Brown态粒子组成，所述的3粒子W态由3个W态粒子组成，其特征在于，所述的方法按照以下步骤执行：步骤1、纠缠源制备5粒子Brown态，纠缠源将5个Brown态粒子中的前3个Brown态粒子发送给接收方Bob，将后2个Brown态粒子发送给发送方Alice；所述的发送方Alice获得2个Brown态粒子，所述的接收方Bob获得3个Brown态粒子；步骤2、发送方Alice制备3粒子W态，获得3个W态粒子；步骤3、发送方Alice对获得的2个Brown态粒子以及3个W态粒子进行5粒子联合测量，获得测量结果；所述的测量结果为第一测量结果|ξ00>、第二测量结果|ξ01>、第三测量结果|ξ02>、第四测量结果|ξ03>、第五测量结果|ξ10>、第六测量结果|ξ11>、第七测量结果|ξ12>、第八测量结果|ξ13>、第九测量结果|ξ20>、第十测量结果|ξ21>、第十一测量结果|ξ22>或第十二测量结果|ξ23>；步骤4、发送方Alice将测量结果发送给接收方Bob，接收方Bob根据测量结果利用幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换；其中，所述的幺正变换获得方法，获得接收方Bob采用的幺正变换包括：若测量结果为第一测量结果|ξ00>，则接收方Bob采用U00+U11+U22的幺正变换；若测量结果为第二测量结果|ξ01>，则接收方Bob采用U00-iU11-U22的幺正变换；若测量结果为第三测量结果|ξ02>，则接收方Bob采用U00-U11+U22的幺正变换；若测量结果为第四测量结果|ξ03>，则接收方Bob采用U00+iU11-U22的幺正变换；若测量结果为第五测量结果|ξ10>，则接收方Bob采用U20+U01+U12的幺正变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹正文，王家耀，彭进业，张明慧，贺晨，宋丹，梁可心，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61