量子纠缠浓缩和量子路由器研究

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3、撰写过，也不包。的研究成果含南京邮电它教育机构学位或证书而使过的材料为获得大学或其的用一志研己。与同工作的同巧所做任献均在论中作了明确的说表示了谢意我对本的何责文明并论一文及涉及料，愿意的法律。本人学位相关资巧有不实承担切相关责任诚〇长Ｖ名：屬期：２瓜牛研究生签日电大用声南京邮学学位论文使授权明邮留并部口或论的文人授权南京电大学可保向国家有关机构送交文复印件和电子本＾据进许论文和阅：可学位论文的部分内容编入行；档；允被杳阅借式将全部或有关数库检索＾、缩、。可义用影印手段汇编本文电子文的容和纸采印或扫描等复制保存学

4、位论文本档内质一。论）理。论容相致文的公（括刊登授权邮电学研生文的内布包南京大巧院办位论后造用。涉密文在解密本授权书学签：／生签：丈咸辞日：义研究名屈导师名落减期拂．衣ResearchofEntanglementConcentrationandQuantumRouterThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByQuChangchengSupervisor:Prof.Sheng

5、YuboMarch2016摘要量子信息处理是一门横跨物理学与信息科学的交叉学科，为人们提供了全新的处理信息的手段和方法。量子纠缠在量子通信与量子计算领域中都扮演着极其重要的角色，已广泛应用于量子隐形传态、量子密钥分发、量子安全直接通信等领域。然而，由于量子态的脆弱性，在实际应用中不可避免的要与周围环境发生相互作用而产生退相干。退相干会使得最大纠缠态退化为部分纠缠态甚至是混合态，这将严重影响量子通信及量子计算的质量与效率。纠缠浓缩就是将部分纠缠态通过局域操作和经典通信恢复到最大纠缠态的一种方法。ConcatenatedGreenberger-Horn

6、e-Zeilinger(C-GHZ)态是在Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的基础上发展而来的一种具有高容错性的量子态。C-GHZ态实际上是一种逻辑比特纠缠态，广泛应用于量子高精度测量、量子容错计算、量子分布式网络及其它量子通信及量子计算中。本文首先对几种经典的纠缠浓缩模型进行简单的介绍，在此基础上，介绍本文的研究工作：一、提出基于控制非门(CNOT门)的C-GHZ态的纠缠浓缩模型。这是第一个关于逻辑比特纠缠的浓缩方案。本方案分别讨论了两种情形下如何具体的进行纠缠的浓缩。本文将该方案推广到任意形式C-GHZ态的纠缠浓

7、缩中。本方案还可实现循环浓缩逐步提高浓缩的成功概率。二、提出在线性光学中，使用极化分束器PBS及光子探测器来实现部分纠缠C-GHZ态的纠缠浓缩。本方案中使用的全部器件均为线性光学器件在现实条件下可进行实验的验证。本方案同样可应用于浓缩任意形式的C-GHZ态。三、提出针对纠缠相干态的纠缠浓缩方案。本文首先使用简单纠缠相干态分析浓缩过程，并进一步将该方案推广到多模纠缠相干态的纠缠浓缩中。本文的另一个研究重点是量子路由器。量子路由器是量子通信中的一个非常重要的器件。它是构建量子通信网络的必备器件，是量子网络中的关键节点。本文首先对经典的量子路由器的构建模

8、型进行分析和总结。然后，本文提出具体可行的基于线性光学的多端口量子路由器的构造方案。关键词:量子信息处理，级联Greenb