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量子通讯理论的矩阵表述

量子信息学是近年来理论物理研究中的一个新兴的研究领域,它利用量子力学理论来研究信息理论,是量子力学的新的应用与发展。在本论文的前4章中,较为系统地介绍了量子信息理论的基础知识、量子纠缠、Nielson定理、纠缠催化以及量子加密等内容。在第5章中,较为详细地阐述了我们引入的一种类矩阵简化符号在量子信息理论中的应用,该简化符号可以简化量子信息学中的一些计算,可以简化Schmidt分解过程,可以简化量子转移,还可以给出纯态的一维、二维的量子离物传态的简化公式,并且依据简化公式给出了如何构造Bob的局域幺正操作的方法,同时在本章中还给出了引入二维辅助态时一般概率传态的联合幺正操作的形式。在第6章中,提出了两种提高粒子使用效率的量子密钥分发方案----随机密钥分发和确定量子密钥分发方案,这两个方案可以使粒子的使用效率达到4比特/2对纠缠粒子(BB84方案中的粒子使用效率为1比特/2个粒子),并且讨论了这两种方案的安全性,在本章的最后一部分  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

山西大学
山西大学

连续变量量子通讯的理论与实验研究

量子信息是当今国际科学技术界的前沿研究课题,主要研究如何利用量子力学基本原理及量子态所特有的特性,如量子纠缠、压缩、态叠加等,完成信息处理、计算与传送。利用量子纠缠,通讯双方可以实现对一个量子态的高保真度远程传输,即量子离物传态;利用量子纠缠,通讯双方可以实现经典信息的高信道容量传输,即量子密集编码;甚至可以使原本不纠缠的量子系统产生纠缠,即纠缠交换。量子力学的诸多特性也应用到了保密通讯当中,可以从物理层面上达到真正意义的保密。为了研究量子网络,必需研究两个以上子系统之间的纠缠,即多粒子或多组份纠缠,利用它可以实现远程克隆(telecloning)、可控密集编码、共享秘密量子态以及减小通讯复杂性(reduction of the communication complexity)等。量子信息最早起源于研究单粒子分离变量系统,近期扩展到具有无限维希尔伯特空间的连续变量体系。连续变量量子通讯具有比特效率高等潜在优越性,所以引起了广泛...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(上海天文台)
中国科学院研究生院(上海天文台)

黑洞熵,黑洞信息佯谬及弯曲时空中的量子通讯

黑洞熵的微观起源和黑洞信息佯谬一直是大多数理论物理学家困惑的问题。本篇论文致力于通过膜模型研究黑洞的统计熵,并尝试寻找解决信息佯谬的办法。我们还要研究黑洞是如何影响量子通讯的,并表明声学黑洞可以用于量子通讯。最后我们讨论了黑洞作为量子计算机的可能性。本篇论文由五部分组成。第一部分是引言;第二部分介绍黑洞熵;第三部分关于黑洞信息佯谬问题,包括黑洞互补原理与量子不可克隆定理之间的关系。第四部分介绍弯曲时空中的量子通讯并给出黑洞计算机的一个理论模型。最后一章是结束语。在第二章中,运用改进的砖墙模型方法,我们研究了各种黑洞的量子熵,特别是欧拉示性数大于2的黑洞。我们的结果表明公式S=1/8χA有其局限性,它对于高维情况不完全适用(奇数维情况下χ(s~(2κ+1))=0),即使4维情况也不完全适用,NUT-Kerr-Newman黑洞就是个例外。也简短讨论了弦理论中的黑洞熵。在第三章中,我们把Horowitz和Maldacena关于黑洞终态...  (本文共102页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中学生数理化(学习研究)》2017年01期
中学生数理化(学习研究)

手算天体数据

2016年8月16日,由我国自主研制的世界上首颗量子通讯卫星“墨子号”成功发射,在全国掀起一股向往航天的热潮,我也迷上了航天。高中《万有引力定律》是航天科技的基础,我立即对这一章进行了总结归纳,我的结论是:知识内容简单,数据计算虐心。所有的天体都是在万有引力作用下运动!要么万有引力是一个天体做圆周运动的向心力,即GMmr2=ma向;要么万有引力是一个物体在星体表面的重力,即GMmr2=mg;极少数考虑星体自转时,万有引力是一个物体重力与自转向心力之和,即GMmr2=mg+ma向。所以说知识内容简单。在问题解答中,如果只是求某个物理量的表达式,则利用数学代换,再略加推导,结果自然而出。问题是,如果要求计算出具体的数据,看看长长的表达式,每个量长长的数字,还要乘除、开方,相信很多同学跟我感觉一样:倍感虐心!我不能回避,决心迎难而上,磨开这把锈剪。找遍所有天体计算的问题,有天体的质量、运行的周期、运行的半径、天体的密度、星体表面的重力...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国民商》2017年07期
中国民商

墨子号打破“超距作用”纪录

量子通讯的概念被认为是通讯安全的最佳选择,其中一个原因是任何泄密监听都会在传输过程中留下痕迹。在量子传输中,这些密钥可以被编码为不同量子状态的纠缠光子,并且当一个信息被窃听者窃取后,这些状态会无法避免地被改变这是一次具有里程碑意义的研究,中国科学家利器。可是,量子中继器一定要从两个不同的位置接收用“墨子号”实验卫星,首次实现了千公里级的量子纠光子,并将它们储存在量子存储器中,之后在发送进缠。卫星向3个地面基站发送成对的纠缠光子,而每一一步的信号之前,两个光子直接互相干预。美国伊利个基站之间都相距超过1200公里。这次的实验改变了量诺伊大学香槟分校的物理学家Paul Kwiat这样说到:子理论长久以来的神秘,坚实地奠定了中国在迅速发展“可实际上,你必须在没有测量到它们的时候就存储的“量子空间竞赛”中的领先地位。创造了安全、以量子光子。这就有点像,你知道邮件里收到了什么,而没有为基础的全球通讯网络。而潜在免受黑客侵扰的“量子看到里面...  (本文共2页) 阅读全文>>

《China Today》2017年04期
China Today

量子通讯:由学术研究引领产业发展(英文)

THE frontier science of Quantum Informa-tion Technology(QIT)consists of quantumcommunication,quantum computing andquantum precision measurement.In re-cent years,quantum information has become one ofthe commanding points in technology and industry.A number of developed countries and regions includ-ing the U.S.,Japan and the European Union havesuccessfully formulated development strategies forthe new technology.Althoug...  (本文共3页) 阅读全文>>