基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法，包括构建蝶形网络模型，源节点、目的节点和控制方交叉共享一个五比特Brown信道并进行粒子分配；目的节点先引入辅助粒子并执行CNOT操作，两对对话方选择合适的测量基对粒子进行测量，对话方将测量结果发送给另一方，如果控制方同意对话方之间的信息交流则控制方执行单粒子测量并将测量结果发送给对话方；对话方将测量结果发送给相应的中间节点；中间节点将信息编码发送给四个对话方；各对话方进行解码，通过执行适当的幺正操作恢复目标态。本发明专利技术采用蝶形网络极大提高信息传输速率，源节点与目的节点的地位相同扩大量子信道的适用范围，降低操作难度系数。

【技术实现步骤摘要】
基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法
本专利技术涉及通信网络
，具体涉及一种基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法。
技术介绍
所谓量子信道实际上就是通信各方之间的量子纠缠。量子纠缠在通信中的应用，创造出了用量子信道传送经典比特的“量子密集编码”、用经典辅助的办法传送量子态的“量子隐形传态”以及信息保密传送所需的“绝对安全的量子密码”等经典信息理论[1]。量子纠缠态[2，3]作为量子通信和量子计算的载体，广泛的被用于量子隐形传态、量子秘钥分发、量子密集编码、量子对话等领域。量子态远程制备(remotestatepreparation，RSP)是在经典信息和纠缠态的基础上成功地实现传送一个已知的量子态。RSP用于在发送方Alice和接收方Bob之间传输一个已知状态。Bob通过执行适当的单一操作来获得目标状态。2000年，Lo[4]，Pati[5]和Bennett[6]等人提出了远程制备已知量子态的方案。隐形传态方案和远程制备方案有很多相似之处，但是前者所要传输的量子态的信息是未知的，而远程态制备方案中的先决条件是发送方知道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：两对对话方的源节点A

【技术特征摘要】
1.一种基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：两对对话方的源节点Aj,j∈(0,1)、目的节点Bj,j∈(0,1)和控制方Cj(C0,C1)交叉共享一个五比特Brown态信道的蝶形网络，Aj向Bj和中间节点M0传输信息的经典信道为Qi,i∈(0,……,6)，Bj向Aj和中间节点M1传输信息的经典信道为Ti,i∈(0,……,6)；源节点A0拥有粒子(a00,a01)、A1拥有粒子(a10,a11)，目的节点B0拥有粒子(b00,b01)、B1拥有粒子(b10,b11)，C0拥有粒子c0、C1拥有粒子c1；
步骤2：Bj中各节点分别引入辅助粒子|0>bj2，并对粒子对(bj0,bj1)和(bj0,bj2)执行CNOT操作；
源节点Aj对粒子(aj2,aj0)执行Bell测量，源节点A0将测量信息转换为对应的经典信息形式并通过任意经典信道传给目的节点B1和控制方C0，源节点A1将测量信息转换为对应的经典信息形式并通过任意经典信道传给目的节点B0和控制方C1；
同时目的节点Bj对粒子bj0执行幅度测量，B0将测量结果通过任意经典信道发送给A1，B1将测量结果通过任意经典信道发送给A0；接着Bj根据幅度测量的结果对粒子bj2执行相位测量；B0将测量信息转换为对应的经典信息形式并通过任意经典信道传给源节点A1和控制方C0，B1将测量信息转换为对应的经典信息形式并通过任意经典信道传给源节点A0和控制方C1；
若控制方Cj同意源节点Aj与目的节点Bj之间的信息交流，那么控制方Cj对Aj和Bj中的各粒子执行单粒子测量；
步骤3：源节点A0将测量结果转化为对应的经典信息X0，将辅助信息X0通过信道Q1传送给目的节点B1、通过信道Q0传送给中间节点M0；源节点A1将测量结果转化为对应的经典信息X1，将辅助信息X1通过信道Q3传送给目的节点B0、通过信道Q2传送给中间节点M0；目的节点B1将测量结果转化为对应的经典信息Y0，将辅助信息Y0通过信道T1传送给源节点A0、通过信道T0传送给中间节点M1；目的节点B0将测量结果转化为对应的经典信息Y1，将辅助信息Y1通过信道T3传送给源节点A1、通过信道T2传送给中间节点M1；
同时，源节点A0将X0作为辅助信息，通过经典信道Q0发给源节点A1；源节点A1将X1作为辅助信息，通过经典信道Q3发给源节点A0；目的节点B1将Y0作为辅助信息，通过经典信道T0发给目的节点B0；目的节点B0将Y1作为辅助信息，通过经典信道T3发给目的节点B1；
步骤4：中间节点M0从经典信道Q0接收到预编码经典信息X0，从经典信道Q2接收到预编码经典信息X1，然后将收到的预编码经典信息进行编码处理操作：接着，利用经典信道Q4传给中间节点M1；最后，中间节点M1把接收到的编码通过经典信道Q5传给目的节点B0，通过经典信道Q6传给目的节点B1；
同时，中间节点M1从经典信道T0收到预编码经典信息Y0，从经典信道T2收到预编码经典信息Y1，然后将收到的预编码经典信息进行编码处理操作：接着，利用经典信道T4传给中间节点M0；最后，中间节点M0把接收到的编码通过经典信道T5传给源节点A0，通过经典信道T6传给源节点A1；
步骤5：根据源节点A0通过经典信道Q1传递的辅助信息X0，源节点A1通过经典信道Q3传递的辅助信息X1，目的节点B1通过经典信道T1传递的辅助信息Y1，目的节点B0通过经典信道T3传递的辅助信息Y0；以及根据收到的编码处理信息和进行解码操作恢复得到X1,X0和Y1,Y0；
结合控制方Cj单粒子测量的不同结果，源节点Aj和目的节点Bj执行对应的幺正操作，恢复得到原始态。


2.根据权利要求1所述的基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法，其特征在于：所述源节点Aj(A0,A1)分别为目的节点Bj(B0,B1)隐形传送和与此同时目的节点Bj(B0,B1)为各自的源节点Aj(A0,A1)分别量子远程制备和态；
整个系统的组合状态表示为：

和


3.根据权利要求1所述的基于双向混合量子信息交流的蝶形网络编码方法，其特征在于：所述步骤1中五比特Brown态信道的形...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳慧，丁祎，姜敏，江聪，赵文浩，龚仁智，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32