[发明专利]基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法及其系统

说明书

本发明属于量子隐形传态技术领域，公开了一种基于量子傅里叶变换的多量子系统的量子隐形传态方法；所述基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法使用共有n₀个状态的量子通道传送一共有n个状态的任意态；利用量子态的量子傅立叶变换找到发送方的投影基，根据量子力学原理计算出接收方操作的幺正变换。本发明的方法给出可以运用到多量子比特系统中的运算通式，与其他协议相比，该协议中可以很方便的找到发送方的基的通式表达形式，接受方的幺正变换更容易获得，因此更加容易进行传输。

技术领域

本发明属于量子隐形传态技术领域，尤其涉及一种基于量子傅里叶变换的多量子系统的量子隐形传态方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：量子隐形传态是一种传递量子状态的重要通信方式，是可扩展量子网络和分布式量子计算的基础。在量子隐形传态中，遥远两地的通信双方首先分享一对纠缠粒子，其中一方将待传输量子态的粒子(一般来说与纠缠粒子无关联)和自己手里的纠缠粒子进行测量基测量，然后将测量的结果告知对方，对方则根据得到的信息进行相应的幺正操作，即可在接收方处还原出本发明想要传输的量子状态。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)在测量基的选择中，本发明只能通过拼凑或者观察的方法来进行测量基的选择，而对于有些多量子系统中，本发明不能通过简单的拼凑来选取测量基，而若找不到测量基，本发明就不能进行量子隐形传态。

解决上述技术问题的难度和意义：本发明可以通过如下的基于量子傅里叶变换的方法来很简单的找到本发明所需要的测量基，简化了本发明在量子隐形传态中找寻测量基的工作，从而可以很方便的进行量子隐形传态。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法、多量子系统。

本发明是这样实现的，一种基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法，所述基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法使用共有n₀个状态的量子通道传送一共有n个状态的任意态；利用量子态的量子傅里叶变换找到发送方的投影测量基，最后发送方通过信道将量子态测量的结果告知接收方，接收方通过结果根据量子力学原理进行幺正变换，将传输状态还原。

进一步，所述基于量子傅里叶变换的量子隐形传态方法具体包括：

步骤一：Alice制备有n个状态的W态，另外他还和Bob共享由n₀个状态的量子信道，其中量子信道状态表示如下：

其中下标A代表属于A的量子比特，下标B代表属于B的量子比特，且其中属于A的量子比特都相互正交；与A制备的任意态：

|W＞＝w₀|w₀＞+w₁|w₁＞+........+w_n-1|w_n-1＞；

其中|w_i＞都相互正交；

组成的复合系统为：

步骤二：将属于Bob的量子比特状态和属于Alice的量子比特状态写成一个矩阵，矩阵如下：

其中矩阵的每一列都按顺序表示为与量子比特|n_i＞_B的系统状态组合，复合系统如下：

之后对上面矩阵中的所有i≥n的列来分别作为QFT的一组基，那么得到以下形式：