[发明专利]基于非最大纠缠链式信道的多跳无损隐形传态方法

摘要

本发明涉及了一种基于非最大纠缠链式信道的多跳无损隐形传态方法，最初没有直接共享量子纠缠对的通信双方Alice与Bob，通过p个中间节点的帮助，不断进行纠缠交换，最终建立起量子纠缠信道，完成发送方Alice与向接收方Bob传送一个单粒子多能级未知量子态的多跳隐形传态过程。本发明应用非最大纠缠链式信道，即使发送方与接收方没有直接共享量子纠缠对，依然能在双方之间传输量子态信息，能够满足构建复杂量子通信网络的要求；在本发明的多跳无损隐形传态体系中，如果隐形传态过程执行成功，则信息接收方Bob可以得到传送的量子态信息；如果隐形传态过程失败，信息发送方Alice可以恢复出传送的未知量子态信息，该未知量子态信息不会丢失。

主权项

1.一种基于非最大纠缠链式信道的多跳无损隐形传态方法，其特征在于，包括：通信双方为信息发送方Alice与信息接收方Bob，粒子src携带未知量子态，由信息发送方Alice所持有。发送方Alice持有粒子src和粒子1，第1个中间节点持有粒子2和粒子3，第2个中间节点持有粒子4和粒子5……第i(i＝1,2,3,…,p)个中间节点持有粒子2i和粒子2i+1，其中，p是正整数；处于目标节点的信息接收方Bob是多跳量子隐形传态系统的第p+2个节点，持有粒子2p+2；各个相邻节点之间彼此两两共享两比特Bell态量子信道，形成链式通信信道。各纠缠信道的形式为：p个中间节点对自己所拥有的两个粒子作广义Bell测量，使信息发送方Alice与信息接收方Bob之间形成两粒子纠缠信道；p个中间节点分别将自己的广义Bell测量结果发送给信息接收方Bob，Bob根据这p个测量结果确定需要执行的矩阵变换操作，调整纠缠信道；将多跳隐形传态系统简化为单跳隐形传态系统形式，执行单跳无损量子隐形传态过程；在系统中引入一个辅助粒子|0>e，由信息接收方Bob所持有。同时进行以下两项操作：(1)信息发送方Alice对其所拥有的粒子src和粒子1执行广义CNOT和广义H门操作；(2)信息接收方Bob对其持有的粒子2p+2和辅助粒子e执行两比特态幺正操作；信息接收方Bob对辅助粒子e进行测量，若测量结果为|0>e，则信息发送方Alice再对其所拥有的粒子src和粒子1分别在基|0>，|1>下进行测量，并将测量结果发送给信息接收方Bob，Bob执行相应的幺正操作恢复出传送的未知量子态；若测量结果为|1>e，信息发送方Alice对其所拥有的粒子src和粒子1执行广义H门和广义CNOT门的操作，从而保留待传未知量子态信息。