三粒子纠缠态的概率隐形传态

钟 锋　高海峡



三粒子纠缠态的概率隐形传态

钟 锋高海峡

(湖南科技学院 理学院，湖南 永州 425199)

文章提出一个概率量子隐形传态方案，方案中要传送的是一个三能级三粒子纠缠态所携带的量子信息，同时，本方案的量子信道是一个三能级四粒子纠缠态。在本方案中，通过引入辅助粒子，接收者Bob实施Bell态测量和相应的单粒子测量，可以完成该隐形传态。

量子信息学；纠缠态；概率隐形传态；幺正变换

1　引　言

自1993年，Bennett等人[1]原创性地提出量子隐形传态的概念以来，量子隐形传态在理论上和实验研究方面[2]均取得非凡的成就，它主要应用在量子通信[2]、量子计算[3,4]和量子密码术[5]等。近年来，多粒子纠缠态的隐形传态的研究得到广泛的重视，其中三粒子纠缠态的隐形传态的研究更是得到了快速地发展，并产生了大量的研究成果[6-10]。Zhou等人[6]提出了一个传输有限个粒子纠缠态的实施方案，该方案利用EPR对作为量子信道；Dai等人[7]提出了一个传输三粒子纠缠态的实施方案等等。基于上述文献的研究，在具体实施方案中，考虑到消纠缠特性，本方案中，作者提出一个三态粒子的概率量子隐形传送方案，方案中采用四个三态粒子的非最大纠缠态作为量子信道，成功完成概率隐形传送。

2　三能级三粒子纠缠态的隐形传送

现设想Alice将一未知的三能级三粒子的纠缠态传送给接收者Bob，三粒子态表述为

为实现隐形传送，需实施以下三个步骤：

（1）首先，Alice对粒子1、4进行测量，粒子1和4的Bell基为

其中 n、j、m = 0、1、2 ，将上一式进一步展开可得

（3）Alice将结果传给Bob, Bob此结果对粒子5、6和7施加：

设Alice对粒子1、4和对单独粒子2、3的测量结果分别是和，由（4）（12）和（13）得出

用同样的方法可求得其他80种情况下，成功传送的概率均为。

[1]Bennett C H, Brassard G, Crepeau C, Jozsa R, Peres A and Wooters W K, Teleporting and Unknown Quantum state via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels[J].Phys.Rev.Lett.,1993,(70):1895-1899.

[2]Bouwmeester D et al, Experimental Quantum Teleportation[J].Nature, 1997, (390): 575-579.

[3]Furusawa A et al, Unconditional Quantum Teleportation[J]. Science, 1998, (282): 706-709.

[4]Zheng S B and Guo G C, Teleportation of an unknown atomic state through the Raman atom-cavity-field interaction[J].Phys.Lett. A,1997,(232):171-174.

[5]Ekert A K, Quantum cryptography based Bell’s theorem[J].Phys.Rev.A,1991,(67):661-663.

[6]Zhou J D,Hou G, Zhang Y D, Teleportation scheme of S-level quantum pure states by two-level Einstein-Podolsky-Rosen states[J]. Phys. Rev A,2001,(64): 012301.

[7]Dai H Y, Zhang M, Li C Z, Probabilistic teleportation of an unknown entangled state of two three-level particles using a partially entangled state of three three-level particles[J]. Phys.Lett A,2004,(323): 360-364.

[8]李洪才,林秀,吴龙泉.利用Raman相互作用实现未知原子态的传送(英文)[J].光子学报,2003,(32):876-878.

[9]于立志,吴韬,何娟,倪致祥.利用cluster态实现任意两粒子纠缠态的概率隐形传态(英文)[J].量子电子学报,2010,(27):167-173.

[10]王栋,叶柳.基于最大和非最大纠缠信道一类三量子比特W态的远程制备方案(英文)[J].量子电子学报,2012,(29):330-338.

（责任编校：宫彦军）

2015－03－22

湖南省教育厅科研一般项目资助（项目编号14C0496）；湖南省自然科学基金项目（项目编号13JJ6097）。

钟锋（1980－），男，湖南人，硕士，主要研究方向为量子信息学。

O431.2

A

1673-2219（2015）10-0025-03