隐形传态、密集编码、超密集编码、远程态制备简介课件

量子隐形传态（Teleportation)密集编码（DenseCoding）超密集编码（SuperdenseCoding)远程态制备（RemotePreparation)量子隐形传态

（Teleportation)Bell基EPR态EPR粒子对处于一种量子态（俗称EPR态），其实质就是一种量子纠缠态。不管两粒子相距多远，都处于一种相互关联的状态，这也称作是量子力学的非局域效应。量子隐形传态的基本原理设想粒子1处于某个未知量子态上发送者Alice要把量子态传送给接受者Bob，但粒子1要始终留在Alice处基于Bell基矢联合测量的量子隐形传态方案1.预先将粒子2和3制备成处于如下的EPR对，其量子态为粒子1与粒子2和3所构成的量子体系的量子态为在Bell基矢表象下2.将粒子2和3分别传送给通讯双方Alice和Bob如用表示，用表示。测量后粒子3所处的量子态与欲传送的量子态之间有如下关系:3.Alice将她对粒子1和2联合测量所得的结果(经典信息),经由经典信道传送给Bob,Bob便能确知粒子3的状态,然后对粒子3实施相应的幺正变换,即可使它处于被传送的未知态上。例如：当Alice测得粒子1和2的量子态为时,则粒子3将处于上,Bob只要对其施加幺正变换,便可使粒子3处于欲传送的量子态上,而留在Alice处的粒子1在联合测量之后,原始态已被破坏掉了.这样就实现了将未知量子态从Alice处传送到Bob处.密集编码

（DenseCoding）密集编码方案的示意图双线代表两个经典比特，单线为一个量子比特密集编码过程源S产生一个Alice和Bob所共享的EPR对。例如，该EPR对被制备于以下状态：为了得到该EPR态，可以将Hadamard门与受控非门实施于态2.Alice想要发送给Bob的两个经典比特有4个可能的取值：00、01、10和11.它们决定了Alice在她那一半EPR对上所执行的幺正运算U:执行密集编码方案的量子线路3.Alice把她那一半的EPR对传给Bob.4.Bob在该EPR对上实施适当的幺正运算并

测量两个量子比特，以得到两个经典比

特的信息。Bob运行的是容易验证最后，Bob测量在计算基矢上的两个量子比特，从而以100%的概率得到想要的两个经典比特。密集编码的优缺点优点：保密性强。只有知道纠缠粒子对的初始量子态，同时最后对两个纠缠粒子进行测量，才能获得发送者的秘密信息。也就是说所有信息均编制在Alice和Bob的粒子之间的关联上，局域测量无法获得这些信息。缺点：需要一个保密性很强的粒子通道，一旦粒子通道被截断，则密集编码通信将截止。超密集编码

（SuperdenseCoding)超密集编码的操作原则对于两方d维的Bell基态可以描述为其中，n,m,j=0,1,…,d-1如下幺正操作作用在B粒子上可以将如下Bell基态转换为Bell态操作可表示为两方三维情况三维粒子的量子密集编码过程如下。假设Allice和Bob共享最大纠缠态。幺正算符远程态制备

（RemotePreparation)概念简介与量子隐形传态的目的一样，远程态制备也是以传送量子态为目的，即远距离制备一个量子态。两者的区别在于：（1）在远程态制备中，要传输的量子态对于Alice是已知的，而在隐形传态中，要传输的量子态对于Alice是未知的。（2）在隐形传态中，1bit量子信息需消耗2bit经典信息，而在远程态制备中，1bit量子信息只需消耗1