• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      利用非線性元件隱形傳送糾纏相干態(tài)

      2010-11-26 08:31:48程世清陳明娟
      關(guān)鍵詞:傳態(tài)隱形光子

      程世清, 劉 翔, 陳明娟, 黃 江

      (湖南師范大學(xué)物理與信息科學(xué)學(xué)院, 中國(guó) 長(zhǎng)沙 410081)

      量子隱形傳態(tài)首先由Bennett[1]于1993年提出,在過(guò)去的十幾年間離散變量的量子隱形傳態(tài)在理論和實(shí)驗(yàn)上都有了很大的突破.近年來(lái),連續(xù)變量的量子隱形傳送引起了人們極大的興趣[2-12].Enk[4]和Zheng[6-7]分別利用最大糾纏相干態(tài)和非最大糾纏態(tài)作為量子信道傳送疊加相干態(tài).An[8-9]分別采用Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ) 和W 類(lèi)的糾纏相干態(tài)作為量子信道,隱形傳送疊加相干態(tài).以上所有方案都要使用光子探測(cè)器來(lái)精確的計(jì)算光子數(shù).但是, 多計(jì)算或者少計(jì)算一個(gè)光子都會(huì)使光子數(shù)的奇偶性發(fā)生變化,從而導(dǎo)致最終結(jié)果的錯(cuò)誤.在文獻(xiàn)[12]的方案中,An使用非線性元件進(jìn)行隱形傳態(tài)并提出只需要使用閾探測(cè)器測(cè)量有無(wú)光子,不需要精確的計(jì)算光子數(shù)的奇偶,便可得知隱形傳態(tài)是否成功,從而克服了上述方案的缺點(diǎn).但是,文獻(xiàn)[12]只研究了隱形傳送未知單模量子相干態(tài)的方案.本文提出利用交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器,激光分束器和閾探測(cè)器來(lái)完成未知兩模糾纏相干態(tài)的隱形傳態(tài)的方案,設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)此方案的實(shí)驗(yàn)裝置并討論了方案的可行性.

      1 量子隱形傳態(tài)

      設(shè)待傳送態(tài)為

      |φ〉1=x|α〉1|α〉2+y|-α〉1|-α〉2,

      (1)

      振幅滿(mǎn)足歸一化條件

      |x|2+|y|2+2e-4|α|2Re(xy*)=1.

      (2)

      在所有的隱形傳態(tài)方案當(dāng)中, Alice和Bob必需首先制備一個(gè)他們共同擁有的糾纏態(tài)作為量子信道.然后Alice實(shí)行聯(lián)合Bell基測(cè)量,將測(cè)得的結(jié)果通過(guò)經(jīng)典信道傳給Bob.Bob對(duì)其所擁有的態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的幺正操作,則在Alice一方的態(tài)就傳送給了Bob.圖1所示為隱形傳送兩模糾纏相干態(tài)的設(shè)計(jì)方案.

      圖1 隱形傳態(tài)的裝置,BSi,Ki,D分別表示激光分束器,交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器,光子閾探測(cè)器.虛線表示Alice與Bob之間聯(lián)系的經(jīng)典通道

      (3)

      作為隱形傳態(tài)的量子信道,其中模B,C與A都不是正交態(tài).根據(jù)圖1,當(dāng)t=t1時(shí),5個(gè)模 (1, 2, A, B, C)處于態(tài)

      (4)

      其中

      |ψ〉i=x|α〉B|α〉C+y|-α〉B|-α〉C,|ψ〉ii=x|α〉B|α〉C-y|-α〉B|-α〉,

      |ψ〉iii=x|-α〉B|-α〉C+y|α〉B|α〉C,|ψ〉iv=x|-α〉B|-α〉C-y|α〉B|α〉C.

      (5)

      然后Alice將模1和2通過(guò)50/50的激光分?jǐn)?shù)器BS2,再將模1和A通過(guò)非線性系數(shù)為χ的交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器K2,經(jīng)過(guò)t=π/χ的相互作用后,可得模1,2和模A, B, C 所處的態(tài)為

      (6)

      從(6)式中我們可以看出體系2從剩余的體系當(dāng)中分離出來(lái).因此如果我們能夠區(qū)分量子態(tài)|β〉1|β〉A(chǔ),|β〉1|-β〉A(chǔ),|-β〉1|-β〉A(chǔ),|-β〉1|β〉A(chǔ),那么量子隱形傳送兩模糾纏相干態(tài)(1)就可以實(shí)現(xiàn).由于這4個(gè)態(tài)是非正交的,不能完全被區(qū)分,而只有當(dāng)相干態(tài)的振幅很大的情況下才可以近似的看成正交態(tài).鑒于以上情況,我們采用2個(gè)輔助模D和E,兩者同時(shí)處于|β〉,讓模1和模D,模A和模E分別通過(guò)50/50的激光分束器BS3和BS4,最后可以得到態(tài)

      (7)

      從(7)式我們可以看出,Alice只需要測(cè)量模(1,D,A,E)的光子數(shù)并將所得的結(jié)果通過(guò)經(jīng)典通道告知Bob,然后Bob根據(jù)收到的信息對(duì)其手中的量子態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的幺正操作,就可以實(shí)現(xiàn)|φ〉1的量子隱形傳態(tài).Alice可能測(cè)得的不同光子數(shù)和Bob一方的模B和C對(duì)應(yīng)的態(tài),如下表1所示.

      表1 Alice所得的光子數(shù)和對(duì)應(yīng)的Bob所擁有的光場(chǎng)所處的態(tài)

      從以上圖表可以明顯看出(i)~(v)這5種情況下的量子隱形傳態(tài)是失敗的,而且經(jīng)計(jì)算,它們出現(xiàn)的概率很小,基本上趨近于0.對(duì)于(viii)和 (ix)這2種情況而言,Bob一方光場(chǎng)所處的態(tài)為

      |Fviii〉BC=x|-α〉B|-α〉C-y|α〉B|α〉C,

      (8)

      |Fix〉BC=x|α〉B|α〉C-y|-α〉B|-α〉.

      (9)

      雖然看起來(lái)與原態(tài)|φ〉1相似,但是目前我們無(wú)法通過(guò)幺正操作,在相干態(tài)|α〉保持不變的情況下使得相干態(tài)|-α〉轉(zhuǎn)變?yōu)?|-α〉,所以在(viii),(ix)這2種情況下,隱形傳態(tài)的結(jié)果仍然是失敗的.對(duì)于情況(vi)而言,Bob不需要做任何的操作就可以直接準(zhǔn)確的獲得待傳送態(tài).隱形傳態(tài)成功的幾率為

      (10)

      P=(1-e-|β|2)2/2.

      (11)

      從上式可知隱形傳態(tài)的成功率依賴(lài)于相干態(tài)的平均光子數(shù)|α|2.這是因?yàn)閨α〉與態(tài)|-α〉是非正交的.此時(shí)量子信道|φ〉A(chǔ)(BC),處于非最大糾纏態(tài).而只有當(dāng)相干態(tài)的平均光子數(shù)|α|2→∞時(shí),相干態(tài)|α〉與|-α〉才可看作是正交的,此時(shí)量子信道處于最大糾纏相干態(tài),隱形傳態(tài)的成功率也將達(dá)到最大值1/2.

      2 結(jié)論

      利用交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器,激光分束器,光子閾探測(cè)器等元件設(shè)計(jì)了隱形傳送兩模糾纏相干態(tài)的方案并討論了其可行性.首先Alice和Bob利用交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器和激光分束器制備隱形傳態(tài)的量子信道三模糾纏相干態(tài),然后Alice再次使用交錯(cuò)相位反轉(zhuǎn)器和激光分束器使體系2從剩余的系統(tǒng)當(dāng)中分離出來(lái),最后Alice引入輔助模同時(shí)采用閾探測(cè)器對(duì)出射的光子數(shù)進(jìn)行探測(cè),并將其探測(cè)結(jié)果通過(guò)經(jīng)典通道告訴Bob,Bob根據(jù)Alice的探測(cè)結(jié)果對(duì)其所擁有的態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的幺正操作,從而完成隱形傳態(tài).本文最后分析不同的情況下隱形傳態(tài)的成功率并討論了采用非最大的糾纏相干態(tài)作為量子信道進(jìn)行隱形傳態(tài)的成功率隨相干態(tài)的平均光子數(shù)|α|2的變化關(guān)系.

      參考文獻(xiàn):

      [1] BENNETT C H. An unknow quantum state via dual classical and Einstenin-Podolsky-Rosen channels[J]. Phys Rev lett, 1993, 70: 1 895-1 899.

      [2] BRAUNSTEIN S L. teleportation of continuous quantum variables[J]. Phys Rev Lett, 1998, 80: 869-872.

      [3] FURUSAWA A, POLZIK E S. Unconditional quantum teleportation[J]. Science, 1998, 282:706-709.

      [4] VAN ENK S J, HIROTA O. Entangled coherent states: Teleportation and decoherence[J]. Phys Rev A, 2001, 64(2): 022313-1-022313-5.

      [5] JEONG H, KIM M S, LEE J. Quantum-information processing for a coherent superposition state via a mixed entangled coherent channel[J]. Phys Rev A, 2001, 64(5): 052308-1-052308-7.

      [6] ZHANG Y Z.Teleportation of a tripartite entangled coherent state[J]. Acta Photonica Sinica, 2003, 32: 765-768.

      [7] KIM H. Generalized measurement and conclusive teleportation with nonmaximal entanglement[J]. Phys Rev A, 2004,70: 012309-1-012309-7.

      [8] AN N B. Teleportation of coherent-state superpositions within a network[J]. Phys Rev A, 2003,68: 022321-1-022321-6.

      [9] AN N B. Optimal processing of quantum information via W-type entangled coherent states[J]. Phys Rev A, 2004,69: 022315-1-022315-9.

      [10] CHEONG Y W. Near-complete teleportation of a superposed coherent state[J]. Phys Rev A, 2004,70: 032327-1-032327-5.

      [11] CAI X H. Entangled squeezed states: Bell state measurement and teleportation Entangled squeezed states: Bell state measurement and teleportation[J]. Phys Lett A, 2002, 300: 103-107.

      [12] AN N B, PHIEN H N. Teleportation of a cat-state via attenuated quantum channel using only thershold detectors[J]. Phys Lett A, 2008,372: 5 666-5 670.

      猜你喜歡
      傳態(tài)隱形光子
      《光子學(xué)報(bào)》征稿簡(jiǎn)則
      隱形人
      概率隱形傳態(tài)多粒子直積態(tài)傳輸研究
      我變成了一個(gè)隱形人
      基于雙向量子隱形傳態(tài)上的雙向量子安全直接通信
      基于輔助粒子和受控非門(mén)的概率隱形傳態(tài)
      “0感無(wú)暇” 隱形妝
      Coco薇(2015年1期)2015-08-13 02:52:21
      關(guān)于量子隱形傳態(tài)的研究進(jìn)展及應(yīng)用分析
      在光子帶隙中原子的自發(fā)衰減
      光子晶體在兼容隱身中的應(yīng)用概述
      铁岭市| 桂平市| 张家口市| 大庆市| 廊坊市| 禹城市| 加查县| 大姚县| 齐河县| 镶黄旗| 盘锦市| 全南县| 荣成市| 阳信县| 沈丘县| 宁明县| 桃江县| 东兰县| 夏邑县| 莲花县| 四平市| 石家庄市| 鹿泉市| 墨脱县| 鄂州市| 滨海县| 永登县| 惠水县| 夏津县| 仁寿县| 大石桥市| 平陆县| 石阡县| 长岭县| 皋兰县| 禄劝| 洛南县| 兰溪市| 那曲县| 涟水县| 塘沽区|