陈智鹏, 李 渊, 胡之惠, 杨 宇, 俞俊玮

(上海电机学院电子信息学院,上海200240)

利用GHZ态和EPR态隐形传送四粒子团簇态

陈智鹏, 李 渊, 胡之惠, 杨 宇, 俞俊玮

(上海电机学院电子信息学院,上海200240)

提出了1个四粒子团簇态隐形传送的理论方案。该方案利用1个三粒子 Greenberger Horne Zeilinger(GHZ)态和2个 Einstein Podolsky Rosen(EPR)态作为量子信道,对Alice拥有的粒子进行3次Bell基测量和1次投影测量,使得Bob端的4个粒子建立起纠缠关系,根据测量结果再对这4个粒子做相应的局域酉变换,完全在Bob端恢复出Alice端的团簇态,最终实现任意四粒子团簇态的隐形传送。

GHZ态;EPR态;隐形传态;团簇态;酉变换

Abstract：We propose a theoretical scheme for teleportation of four-particle cluster state using a three-particle Greenberger Horne Zeilinger(GHZ)states and two Einstein Podolsky Rosen(EPR)states as a quantum channel.Alice processes the particles using 3 Bell-basis measurements and a projection measurement.The entangled relation of the 4 particles is established on the Bob side.According to the measurements resalts,Bob processes these 4 particles using corresponding local unitary transformation,and the cluster state on the Alice side is completely recovered on the Bob side.Finally,teleportation of arbitrary four-particle cluster state is achieved.

Key words:Greenberger Horn Zeilinger(GHZ)state;Einstein Podolsky Rosen(EPR)state;teleportation;cluster state;unitary transformation

1993年,Bennett等人[1]首次提出了利用经典信道和Einstein Podolsky Roson(EPR)信道传送未知单粒子量子态,由此诞生了量子隐形传态的概念,从而开创了量子信息领域的一个全新方向。

在此基础上,Yan[2]提出了任意二粒子纠缠态隐形传态的方法;对于任意三粒子纠缠态的隐形传送,Dur[3]指出,利用随机性局域操作和经典通信(Stochastic Local Operation and Classical Communication,SLOCC)的方法,可以将任意三粒子纠缠态的隐形传送转化为三粒子Greenber-ger Horne Zeiling(GHZ)态|ψGHZ〉和三粒子 W态|ψW〉的隐形传送,而这两种量子态的隐形传送已有许多现成的方法可以完成[4-8]。

式中,αi为系数,可取任意复数值。

这样二粒子和三粒子纠缠态的隐形传送在原则上已得以解决。之后自然就引出了四粒子纠缠态的隐形传送的问题,四粒子纠缠态也有 GHZ态和W态的形式:

这两种状态的隐形传送可以仿照三粒子纠缠态的传送得以解决,但无论是四粒子纠缠态还是三粒子纠缠态都不具备一种状态——团簇态[9](Cluster States),这是 Raussendorf和 Briegel于2001年提出一种新的纠缠态:只有在粒子数 N>3时,才能显示出团簇态的性质。所……