三粒子糾纏態(tài)的概率隱形傳態(tài)

鐘 鋒　高海峽

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三粒子糾纏態(tài)的概率隱形傳態(tài)

鐘 鋒高海峽

(湖南科技學(xué)院 理學(xué)院，湖南 永州 425199)

文章提出一個概率量子隱形傳態(tài)方案，方案中要傳送的是一個三能級三粒子糾纏態(tài)所攜帶的量子信息，同時，本方案的量子信道是一個三能級四粒子糾纏態(tài)。在本方案中，通過引入輔助粒子，接收者Bob實施Bell態(tài)測量和相應(yīng)的單粒子測量，可以完成該隱形傳態(tài)。

量子信息學(xué)；糾纏態(tài)；概率隱形傳態(tài)；幺正變換

1　引　言

自1993年，Bennett等人[1]原創(chuàng)性地提出量子隱形傳態(tài)的概念以來，量子隱形傳態(tài)在理論上和實驗研究方面[2]均取得非凡的成就，它主要應(yīng)用在量子通信[2]、量子計算[3,4]和量子密碼術(shù)[5]等。近年來，多粒子糾纏態(tài)的隱形傳態(tài)的研究得到廣泛的重視，其中三粒子糾纏態(tài)的隱形傳態(tài)的研究更是得到了快速地發(fā)展，并產(chǎn)生了大量的研究成果[6-10]。Zhou等人[6]提出了一個傳輸有限個粒子糾纏態(tài)的實施方案，該方案利用EPR對作為量子信道；Dai等人[7]提出了一個傳輸三粒子糾纏態(tài)的實施方案等等。基于上述文獻的研究，在具體實施方案中，考慮到消糾纏特性，本方案中，作者提出一個三態(tài)粒子的概率量子隱形傳送方案，方案中采用四個三態(tài)粒子的非最大糾纏態(tài)作為量子信道，成功完成概率隱形傳送。

2　三能級三粒子糾纏態(tài)的隱形傳送

現(xiàn)設(shè)想Alice將一未知的三能級三粒子的糾纏態(tài)傳送給接收者Bob，三粒子態(tài)表述為

為實現(xiàn)隱形傳送，需實施以下三個步驟：

（1）首先，Alice對粒子1、4進行測量，粒子1和4的Bell基為

其中 n、j、m = 0、1、2 ，將上一式進一步展開可得

（3）Alice將結(jié)果傳給Bob, Bob此結(jié)果對粒子5、6和7施加：

設(shè)Alice對粒子1、4和對單獨粒子2、3的測量結(jié)果分別是和，由（4）（12）和（13）得出

用同樣的方法可求得其他80種情況下，成功傳送的概率均為。

[1]Bennett C H, Brassard G, Crepeau C, Jozsa R, Peres A and Wooters W K, Teleporting and Unknown Quantum state via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels[J].Phys.Rev.Lett.,1993,(70):1895-1899.

[2]Bouwmeester D et al, Experimental Quantum Teleportation[J].Nature, 1997, (390): 575-579.

[3]Furusawa A et al, Unconditional Quantum Teleportation[J]. Science, 1998, (282): 706-709.

[4]Zheng S B and Guo G C, Teleportation of an unknown atomic state through the Raman atom-cavity-field interaction[J].Phys.Lett. A,1997,(232):171-174.

[5]Ekert A K, Quantum cryptography based Bell’s theorem[J].Phys.Rev.A,1991,(67):661-663.

[6]Zhou J D,Hou G, Zhang Y D, Teleportation scheme of S-level quantum pure states by two-level Einstein-Podolsky-Rosen states[J]. Phys. Rev A,2001,(64): 012301.

[7]Dai H Y, Zhang M, Li C Z, Probabilistic teleportation of an unknown entangled state of two three-level particles using a partially entangled state of three three-level particles[J]. Phys.Lett A,2004,(323): 360-364.

[8]李洪才,林秀,吳龍泉.利用Raman相互作用實現(xiàn)未知原子態(tài)的傳送(英文)[J].光子學(xué)報,2003,(32):876-878.

[9]于立志,吳韜,何娟,倪致祥.利用cluster態(tài)實現(xiàn)任意兩粒子糾纏態(tài)的概率隱形傳態(tài)(英文)[J].量子電子學(xué)報,2010,(27):167-173.

[10]王棟,葉柳.基于最大和非最大糾纏信道一類三量子比特W態(tài)的遠程制備方案(英文)[J].量子電子學(xué)報,2012,(29):330-338.

（責(zé)任編校：宮彥軍）

2015－03－22

湖南省教育廳科研一般項目資助（項目編號14C0496）；湖南省自然科學(xué)基金項目（項目編號13JJ6097）。

鐘鋒（1980－），男，湖南人，碩士，主要研究方向為量子信息學(xué)。

O431.2

A

1673-2219（2015）10-0025-03