三层逻辑编码纠缠态的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三层逻辑编码纠缠态的制备方法，包括如下步骤：(1)准备nT个单光子，利用量子奇偶校验器制备包含nT个光子极化GHZ态；(2)对极化GHZ态中每个物理量子比特添加m

【技术实现步骤摘要】
三层逻辑编码纠缠态的制备方法


[0001]本专利技术涉及量子通信
，特别涉及三层逻辑编码纠缠态的制备方法。

技术介绍

[0002]量子纠缠是量子力学中一个基本现象，在量子隐形传态、量子秘钥分发、量子安全直接通信等领域有广泛应用。纠缠包括多种类型，在两粒子系统中，存在纠缠为Bell态；在三粒子系统中，存在纠缠为Greenberger
‑
Horne
‑
Zeilinger(GHZ)态和W态。除上述纠缠外，还包括逻辑量子比特纠缠，一个逻辑量子比特由多个物理量子比特组成，逻辑量子比特纠缠态在量子计算中被广泛用于纠错。
[0003]在长距离量子通信方案中，信道噪声的存在导致光子在量子信道传输时可能出现传输损耗和量子态出错，限制通信距离，降低通信效率，甚至会对量子通信的安全性造成威胁，然而使用逻辑量子比特纠缠态可有效地纠正光子传输损耗和光子态出错。目前多种形式的逻辑量子比特纠缠态已被用于构造第二代量子中继，理论显示，与常见的两层编码逻辑量子比特纠缠态相比，三层编码逻辑量子比特纠缠态在抵抗光子传输损耗以及量子态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三层逻辑编码纠缠态的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备块层：准备nT个单光子，利用量子奇偶校验器制备包含nT个光子极化GHZ态；(2)制备逻辑层：对极化GHZ态中每个物理量子比特添加m
‑
1个辅助单光子，通过量子奇偶校验器将每个物理量子比特转换成逻辑量子比特，制备出三层逻辑量子比特纠缠态；其中，n表示一个逻辑比特包含块数量，m表示一个块层包含物理量子比特数量。2.根据权利要求1所述的三层逻辑编码纠缠态的制备方法，其特征在于，三层逻辑量子比特纠缠态的表达式之一为：其中为块层，代表第二层；T为逻辑纠缠态中包含的逻辑比特数量；通过添加不同单光子以及使用不同奇偶校验码调整三层逻辑编码的相位和逻辑层值。3.根据权利要求2所述的三层逻辑编码纠缠态的制备方法，其特征在于，逻辑量子比特纠缠态表达式为：其中其中其中|H>和|V>为物理量子比特，代表第一层；为块层，代表第二层；|0
L
>、|1
L
>为逻辑量子比特，|Φ
L
>为逻辑层，代表第三层。4.根据权利要求1所述的三层逻辑编码纠缠态的制备方法，其特征在于，准备nT个单光子，利用量子奇偶校验器制备包含nT个光子极化GHZ态的步骤包括：包含nT个光子的极化GHZ态表达式为：(a)若需要制备的光子极化GHZ态为|GHZ
+
>，则需要在空间模式11和21、22和31、
…
、(nT
‑
1)2和(nT)1中分别准备一个如下量子态的单光子：(b)若需要制备的光子极化GHZ态为|GHZ
‑
>，则在空间模式11和21、22和31、
…
、(nT
‑
1)1中
分别准备一个如下量子态的单光子：而在空间模式(nT)1中准备一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周澜，李闯，盛宇波，钟伟，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：