[發明專利]基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態方法

有效

• 申請號: 202010420092.4
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111555877B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 姜敏;楊甬;鎖珍;張佳慧;陳虹;劉芹;許智航
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 郭磊

本發明公開了一種基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態方法。本發明首次基于五比特Brown態實現受控多方聯合遠程制備三比特態，主要特征是：基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備任意三比特態。發送方與接收方共享的信道是由五比特Brown態加三比特GHZ態加輔助粒子，通過CNOT操作進行信道調制所得。實現基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態，目標態的系數可以是復數也可以是實數；成功恢復目標態的概率可以達到100％；涉及的操作具有便捷性，使用三量子比特投影測量，相比于多量子比特態聯合測量，物理操作簡單易行，降低了測量難度和設備需求。它在量子通信技術領域里有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及量子通信領域，具體涉及一種基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態方法。

背景技術

2000年至2001年，Bennett，Lo和Pati三人一起提出了量子態遠程制備。這些方案都是基于雙粒子糾纏態完成任意已知或未知單量子比特態的遠程制備。此后人們提出了多種不同的量子遠程態制備方法，包括可信量子遠程態制備(FRSP)、低糾纏量子遠程態制備(LERSP)、最優量子遠程態制備(ORSP)和多粒子量子遠程態制備(MRSP)等。上述這些方案是圍繞量子遠程態制備的不同方向開展研究，每個方案都擁有其不同的特點。

量子糾纏態是重要的量子通信資源，在量子通信協議中具有深遠影響以及廣泛應用。2005年Brown等人發現了一種新型五粒子最大糾纏態---Brown態，與四比特以及五比特的GHZ態相比，已有研究證明Brown態具有較好的糾纏穩定性，可以適用于各種量子通信方案。

近年來，出現了一些基于Brown態的遠程態制備研究。2012年，Chen等人提出了兩種基于五比特Brown態受控遠程態制備(CRSP)方案，目標態的系數分為實數和復數，通過構建通用的測量基，可以減少對目標態的系數限制，并詳細分析了方案的安全性，方案成功概率為50％。2013年，Luo等人提出了兩種聯合遠程態制備(JRSP)五比特Brown態方案，目標態的系數分為實數和復數，并且將方案擴展到N個發送方。2016年，Chen等人提出了基于七比特Brown態聯合遠程態制備(JRSP)方案，該方案制備出任意兩比特的成功概率為25％，并且給出了幾種提高方案成功率的方法。2017年，Ma等人提出了兩種基于五比特Brown態確定遠程態制備(DRSP)，成功率達到100％，并且在幅度衰減噪聲和相位阻尼噪聲環境下分析方案的保真度。2018年，Dong等人分析基于七比特Brown態受控遠程態制備(CRSP)方案在幅度衰減噪聲和相位阻尼噪聲環境下的保真度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于五比特Brown態受控多方聯合遠程制備三比特態方法，包括：

步驟1：信道準備。在控制方Duke控制下，發送方Alice和Bob_T(T＝1,…,M-1)想要幫接收方Charlie遠程制備任意三比特態，其表達形式如下：

其中幅度系數{a_j,j∈{0,1,...,7}}是實數，滿足歸一化條件相位{θ_s,s∈{0,1,...,7}}滿足條件θ_s∈[0,2π)。

信道調制前所有粒子可以都屬于發送方Alice，可以都屬于發送方Bob_T(T＝1,…,M-1)中的任何一方，也可以都屬于任意的第三方。假設Alice擁有一個五比特Brown態和三比特GHZ態作為信道，其表達形式如下：