吕彦霖， 祝凤荣

(西南交通大学物理科学与技术学院， 成都 611756)

1 引 言

量子通信和量子计算中的许多应用都需要用到量子态分辨，例如：量子秘密共享[1]、量子密钥分发[2]、量子安全直接通信[3]、量子隐形传态[4-6]等. 量子态分辨问题是指许多量子态构成了一个集合，从这个集合中取出一个量子态，如何确定取出的这个量子态是集合中的哪个态. 这不是一个容易解决的问题，因为任意一个未知量子态不可能被精确复制(虽然无法精确复制，但是人们可以实现非精确的量子克隆). 当集合中的量子态互相不正交时，我们无法百分百确定取出的这个态是集合中的哪个态. 在量子态分辨问题中，人们常用的方案主要有两种，分别是最小容错区分(测量结果可能会出错，但是需确保出错概率取到最低)和最优无错区分(测量结果不会出错，但可能会出现测量结果不能确定待确定态是哪个态的结果，并且需确保出现这种结果的概率取到最低).

为了对两个未知态进行无错分辨，2005年Bergou和Hillery[7]设计了一种可编程的量子分辨器. 该设备可以在不知道这两个态信息的条件下，分辨出数据寄存器中的待确定态.这样的可编程设备由两个程序寄存器A、C和一个数据寄存器B构成，假设程序寄存器A和C中分别储存着量子比特态|ψ1>和|ψ2>，数据寄存器B中储存着待确定态|ψ?>(|ψ?>是|ψ1>和|ψ2>中的一个，先验概率分别为η1和η2，且η1+η2=1), 则可编程量子分辨器的主要作用是分辨下面两个总输入态：

|Ψ1>=|ψ1>A|ψ1>B|ψ2>C

|Ψ2>=|ψ1>A|ψ2>B|ψ2>C

(1)

这个分辨器能够以某种成功概率告诉我……