周瑶瑶 刘艳红 闫智辉 贾晓军

1) (太原师范学院物理系, 晋中 030619)

2) (山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006)

3) (山西大学, 极端光学协同创新中心, 太原 030006)

连续变量量子远程传态在构建连续变量量子计算以及量子信息网络中发挥着重要作用.随着量子信息研究的深入发展, 人们对多组份的量子远程传态以及它的灵活多样性、可控性等方面提出了更高的要求.本文提出了一种多功能量子远程传态网络的理论构建方案, 首先将两对Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场相互耦合, 获得具有特殊量子关联的4个光场模式, 然后以此为量子资源构建功能性完全不同的两类量子远程传态网络, 一类是仅能传送一个未知量子态的可控性量子远程传态网络, 一类是可以同时传送两个未知量子态的量子远程传态网络.本文分别从控制方的数量、可传送未知量子态的数量、保真度等多方面分析了不同功能量子远程传态网络的应用特点及优势.该方案中仅利用同一种量子资源实现了量子远程传态网络的多类型构建, 且量子资源的制备方式简易, 易于向更多组份扩展, 这些优势都为以后建立更大规模更加复杂的量子信息网络提供了更多更广阔的应用前景, 加快了量子信息实用化的步伐.

1 引 言

量子远程传态[1−8]是最基本的量子协议之一,它是利用分享的量子纠缠, 通过本地操作和经典通信, 将未知的量子态从一方传递到另一方……