[发明专利]基于Brown态和网络编码的双向单比特态制备方法

权利要求书

1.一种基于Brown态和网络编码的双向单比特态制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：需要构建蝶形网络模型，其中，A和B为源节点，中间节点为M₁和M₂，C和D作为目的节点，来实现交叉双向态制备，制备任意单比特态：

目的节点C制备目标态为

目的节点D制备目标态为

源节点A制备目标态为

源节点B制备目标态为

源节点A与目的节点C预先共享五比特Brown态作为信道；

源节点B与目的节点D预先共享五比特Brown态作为信道；

首先对源节点A与目的节点C共享的五比特Brown态信道加入辅助粒子|00，其中A₁和C₁分别对粒子A₃以及C₃采用CNOT操作进行信道调制，其中，节点A拥有粒子A₁,A₂,A₃，节点C拥有粒子C₁,C₂,C₃；源节点B与目的节点D共享的五比特Brown态信道作相似的操作进行信道调制，其中，节点B拥有粒子B₁,B₂,B₃，节点D拥有粒子D₁,D₂,D₃；

步骤2：首先，源节点A对粒子A₁进行第一次幅度测量，选取一组正交测量基{|μ_m,m∈{0,1}}:

接着，根据源节点A第一次对粒子A₁的幅度测量结果，源节点A对粒子A₃进行第二次相位测量，选择合适的相位测量基

目的节点C分别对粒子对C₁和C₃执行幅度和相位测量，选取一组正交测量基{|η_m,m∈{0,1}}：

接着，根据目的节点C第一次对粒子C₁的幅度测量结果，从测量基选取对应的测量基对粒子C₃进行相位测量：

在源节点B与目的节点D中，首先，源节点B对粒子B₁进行第一次幅度测量，选取一组正交测量基{|χ_m,m∈{0,1}}：

接着，根据源节点B第一次对粒子B₁的幅度测量结果，从测量基选取合适的相位测量基对粒子B₃进行第二次相位测量：

对于目的节点D分别对粒子对D₁和D₃执行幅度和相位测量，首先目的节点D选取一组正交测量基{|ν_m,m∈{0,1}}：

接着，根据目的节点D第一次对粒子D₁的幅度测量结果，从测量基选取对应的测量基对粒子D₃进行第二次相位测量：

步骤3：如果控制方同意源节点A和目的节点C之间的态制备，那么控制方对手中的粒子E执行{|0，|1}，将对控制比特E的测量结果公布给源节点A和目的节点C，源节点A和目的节点C分别将各自的测量结果对应成经典信息X₁，Y₁，可以从表1和2看到测量结果与经典信息X₁，Y₁的对应关系，各自通过经典信道Q₁，T₃传输给中间节点M₁和M₂，同时源节点A和目的节点C将X₁，Y₁作为辅助消息，通过经典信道Q₂，T₄发送给目的节点D以及源节点B；

与此同时，如果控制方如果同意源节点B和目的节点D之间的态制备，那么控制方对手中的粒子F执行{|0，|1}，将对控制比特F的测量结果公布给源节点B和目的节点D，源节点B和目的节点D分别将各自的测量结果对应成经典信息X₂，Y₂，可以从表3和4看到测量结果与经典信息X₂，Y₂的对应关系，各自通过经典信道Q₃，T₁传输给中间节点M₁和M₂，同时源节点B和目的节点D将X₂，Y₂作为辅助消息，通过经典信道Q₄，T₂发送给目的节点C以及源节点A；

表1源节点A的两次测量结果、粒子C₂的幺正操作与经典信息X₁的关系

表2目的点C的两次测量结果、粒子A₂的幺正操作与经典信息Y₁的关系

表3源节点B的两次测量结果、粒子D₂的幺正操作与经典信息X₂的关系

表4目的点D的两次测量结果、粒子B₂的幺正操作与经典信息Y₂的关系

步骤4：中间节点M₁从经典信道Q₁和Q₃分别收到预编码信息X₁和X₂，并且随即将收到的预编码信息进行编码处理操作：接着利用经典信道Q₅传输给中间节点M₂，最后中间节点M₂把接收到的编码处理操作分别通过经典信道Q₆和Q₇传给目的节点C和D；与此同时，中间节点M₂从经典信道T₁和T₃收到预编码信息Y₂和Y₁，并且随即将收到的预编码信息进行编码处理操作：接着利用经典信道T₅传输给中间节点M₁，最后中间节点M₁把接收到的编码处理操作分别通过经典信道T₆和T₇传给源节点节点A和B；

步骤5：目的节点C和D根据源节点B和A通过经典信道Q₄和Q₂传输的辅助信息X₂和X₁，再根据中间节点M₂通过经典信道Q₆和Q₇发送的封装信息进行解码操作并且结合控制信息，通过表1和3可知测量结果与经典信息对应的关系，采取对应的幺正操作，就可以准确无误的制备出|τ₁和|τ₂；同样，源节点A和B根据目的节点D和C通过经典信道T₂和T₄传输的辅助信息Y₂和Y₁，再根据中间节点M₁从经典信道T₆和T₇发送的封装信息进行解码操作并且结合控制信息，通过表2和4可知测量结果与经典信息对应的关系，采取对应的幺正操作，就可以准确无误的制备出|τ₃和|τ₄。