:第一章,综述量子信息的基础理论;第河北师范丈学硕士学位论文二章,介绍量子密集编码在理论上和实验上的进展,提出利用三粒子非最大纠缠GHZ态作为量子信道,在第三方控制下,通过引入辅助粒子和适当的幺正变换以一定概率实现的可控量子密集编码方案;第三章,介绍POVM测量的一般知识以及量子隐形传输在理论上和实验上的进展,提出利用三粒子纠缠w念作为量子信道,通过POVM测量来实现未知单量子态的控制传输方案;第四章,介绍量子态远程制备的概念,提出一个二粒子态的远程制备方案。4河北师范大学硕士学位论文第一章量子信息基础理论§1.1量子信息学的量子力学基础量子力学奠定了近代物理学发展的基础,它的应用使人们相继在激光、信息学等一系列现代高新技术领域取得了广泛的应用,对人类社会产生了不可估量的作用。量子力学的奇妙特性如叠加性、相干性、纠缠性、不可克隆定理等在信息传输过程中发挥出重要作用,使量子信息系统的信息功能突破了现有经典信息系统的极限。1.1.1量子叠加与量子纠缠量子力学是对经典物理学在微观领域的一次革命,它有很多基本特征,如不确定性、波粒二象性等,在原子和亚原子的微观尺度上将变的极为显著。在量子世界里,量子态可以处于多个不同态的叠加态。态的叠加原理是根据波粒二象性得出的,它确定了微观粒子的完全描述。两个相同态的叠加在经典物理中代表着一个新的态,而在量子物理中则表示同一个态。量子力学相干性的态叠加原理是量子系统的一个奇特性质,这种性质是量子信息与量子计算的基础。正是由于量子力学相干性的态叠加原理,量子计算机能够对处于叠加态的所有分量同时进行操作,大大提高了量子计算的效率,实现了真丁F意义上的量子并行计算。量子纠缠是存在于多子系量子系统中的另一个奇特现象。Einstein与Bohr就量子力学基本观念的完备性问题争论之后,于1935年和Podolsky及Rosen共同发表了一篇重要的文章,提出5
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