[发明专利]一种量子网络编码装置和方法

权利要求书

1.一种量子网络编码装置，其特征在于，包括至少两个发送方量子中继器、至少两个接收方量子中继器、第一路由器和第二路由器，所述至少两个发送方量子中继器包括第一量子中继器和第二量子中继器，所述至少两个接收方量子中继器包括第三量子中继器和第四量子中继器；其中，

所述第一量子中继器用于对待传输的第一量子态、第一辅助粒子和第一非最大纠缠态执行局域操作，并用于对所述第一量子态和所述第一非最大纠缠态的第一粒子的测量结果进行编码，得到第一信息；所述第一量子态的维度和所述第一非最大纠缠态的维度均为d，d为大于2的偶数；

所述第二量子中继器用于对待传输的第二量子态、第二辅助粒子和第二非最大纠缠态执行局域操作，并用于对所述第二量子态和所述第二非最大纠缠态的第二粒子的测量结果进行编码，得到第二信息；所述第二量子态的维度和所述第二非最大纠缠态的维度也为d；

所述第一路由器用于接收所述第一信息和所述第二信息，并用于对所述第一信息和所述第二信息进行异或操作，得到第三信息；

所述第二路由器用于对所述第三信息进行处理，生成待发送给第三量子中继器的第四信息和待发送给第四量子中继器的第五信息；并用于向所述第三量子中继器发送所述第四信息，向所述第四量子中继器发送所述第五信息；

所述第三量子中继器用于接收来自所述第一量子中继器的所述第一量子态和来自所述第二路由器的所述第四信息，并基于所述第四信息解码所述第一量子态；

所述第四量子中继器，用于接收来自所述第二量子中继器的所述第二量子态和来自所述第二路由器的所述第五信息，并基于所述第五信息解码所述第二量子态。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一量子中继器还用于通过二维基测量所述第一辅助粒子，得到第一测量结果，所述第一测量结果用于确定所述第一量子态是否能够在所述第二量子中继器复现；其中，若所述第一测量结果为|0，则所述第一量子态能够在所述第二量子中继器复现；若所述第一测量结果为|1，则所述第一量子态不能在所述第二量子中继器复现；

所述第二量子中继器还用于通过二维基测量所述第二辅助粒子，得到第二测量结果，所述第二测量结果用于确定所述第二量子态是否能够在所述第一量子中继器复现；其中，若所述第二测量结果为|0，则所述第二量子态能够在所述第一量子中继器复现；若所述第二测量结果为|1，则所述第二量子态不能在所述第一量子中继器复现。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，若所述第一测量结果和所述第二测量结果均为|0，所述第一量子中继器还用于：

用d维Z-{|0，|1，…，|d-1}基测量所述第一量子态对应的第一传输粒子；

用d维X-{|χ₀，|χ₁，…，|χ_d-1}基测量所述第一非最大纠缠态对应的第一粒子；

基于对所述第一传输粒子的测量结果和对所述第一粒子的测量结果，生成所述第一信息。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，若所述第一测量结果和所述第二测量结果均为|0，所述第二量子中继器还用于：

用d维Z-{|0，|1，…，|d-1}基测量所述第二量子态对应的第二传输粒子；

用d维X-{|χ₀，|χ₁，…，|χ_d-1}基测量所述第二非最大纠缠态对应的第二粒子；

基于对所述第二传输粒子的测量结果和对所述第二粒子的测量结果，生成所述第二信息。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，若所述第一测量结果为|1，所述第一量子中继器还用于：基于预定义的酉算子恢复所述第一量子态，并重新对所述第一量子态、所述第一辅助粒子和所述第一非最大纠缠态进行所述局域操作，直至对所述第一辅助粒子的测量所得的所述第一测量结果为|0。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，若所述第二测量结果为|1，所述第二量子中继器还用于，基于预定义的酉算子恢复所述第二量子态，并重新对所述第二量子态、所述第一辅助粒子和所述第二非最大纠缠态进行所述局域操作，直至对所述第二辅助粒子的测量所得的所述第二测量结果为|0。