Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giao tiếp lượng tử với các hệ thống mức $$2\times N$$ tách biệt bất biến SU(2)
Tóm tắt
Thông tin được mã hóa trong một qubit dưới dạng vector Bloch của nó. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất các giao thức cho việc truyền tải thông tin từ xa trong qubit đã biết và chưa biết đến các qudit bằng cách sử dụng các trạng thái tách biệt không đồng thuận mức $$2 \times N$$ bất biến SU(2) như là các kênh lượng tử. Những trạng thái này đã được xác định là tương đương tách biệt của các trạng thái Werner rối hai qubit trong nghiên cứu của Bharath và Ravishankar (Phys Rev A 89:062110, 2014). Do tính bất biến của các trạng thái này đối với $$SU(2) \times SU(2)$$, qudit từ xa có thể được thay đổi bằng cách thực hiện các phép đo thích hợp trên qubit. Chúng tôi cũng đề xuất một giao thức để chuyển thông tin của một họ các qudit chưa biết đến các qudit từ xa bằng cách sử dụng các trạng thái mức $$2 \times N$$ làm kênh. Cuối cùng, chúng tôi đề xuất một giao thức để hoán đổi độ không chắc chắn lượng tử từ các hệ thống mức $$2\times N$$ sang các hệ thống mức $$N \times N$$. Tất cả các giao thức được đề xuất trong bài báo này đều sử dụng các trạng thái tách biệt làm kênh lượng tử.
Từ khóa
#truyền thông lượng tử #qubit #qudit #kênh lượng tử #trạng thái tách biệt #độ không chắc chắn lượng tửTài liệu tham khảo
Bell, J.S.: On the Einstein Podolsky Rosen paradox. Physics 1, 195 (1964)
Horodecki, R., Horodecki, P., Horodecki, M., Horodecki, K.: Quantum entanglement. Rev. Mod. Phys. 81, 865–942 (2009)
Wiseman, H.M., Jones, S.J., Doherty, A.C.: Steering, entanglement, nonlocality, and the Einstein–Podolsky–Rosen paradox. Phys. Rev. Lett. 98, 140402 (2007)
Ollivier, H., Zurek, W.H.: Quantum discord: a measure of the quantumness of correlations. Phys. Rev. Lett. 88, 017901 (2001)
Bennett, C.H., Brassard, G., Crépeau, C., Jozsa, R., Peres, A., Wootters, W.K.: Teleporting an unknown quantum state via dual classical and Einstein–Podolsky–Rosen channels. Phys. Rev. Lett. 70, 1895–1899 (1993)
Bennett, C.H., Wiesner, S.J.: Communication via one- and two-particle operators on Einstein–Podolsky–Rosen states. Phys. Rev. Lett. 69, 2881–2884 (1992)
Bennett, C.H., DiVincenzo, D.P., Shor, P.W., Smolin, J.A., Terhal, B.M., Wootters, W.K.: Remote state preparation. Phys. Rev. Lett. 87, 077902 (2001)
Vazirani, U., Vidick, T.: Fully device-independent quantum key distribution. Phys. Rev. Lett. 113, 140501 (2014)
Żukowski, M., Zeilinger, A., Horne, M.A., Ekert, A.K.: “event-ready-detectors” bell experiment via entanglement swapping. Phys. Rev. Lett. 71, 4287–4290 (1993)
Popescu, S.: Bell’s inequalities versus teleportation: what is nonlocality? Phys. Rev. Lett. 72, 797–799 (1994)
Huang, Y.-F., Liu, B.-H., Liang Peng, Y.-H., Li, L.L., Li, C.-F., Guo, G.-C.: Experimental generation of an eight-photon Greenberger–Horne–Zeilinger state. Nat. Commun. 2(1), 1–6 (2011)
Monz, T., Schindler, P., Barreiro, J.T., Chwalla, M., Nigg, D., Coish, W.A., Harlander, M., Hänsel, W., Hennrich, M., Blatt, R.: 14-qubit entanglement: creation and coherence. Phys. Rev. Lett. 106, 130506 (2011)
Yao, X.-C., Wang, T.-X., Ping, X., He, L., Pan, G.-S., Bao, X.-H., Peng, C.-Z., Chao-Yang, L., Chen, Y.-A., Pan, J.-W.: Observation of eight-photon entanglement. Nat. Photonics 6(4), 225–228 (2012)
Dakić, B., Lipp, Y.O., Ma, X., Ringbauer, M., Kropatschek, S., Barz, S., Paterek, T., Vedral, V., Zeilinger, A., Brukner, Č., et al.: Quantum discord as resource for remote state preparation. Nat. Phys. 8(9), 666–670 (2012)
Madhok, V., Datta, A.: Quantum discord as a resource in quantum communication. Int. J. Mod. Phys. B 27(01n03), 1345041 (2013)
Fonseca, A.: High-dimensional quantum teleportation under noisy environments. Phys. Rev. A 100, 062311 (2019)
Perez-Garcia, B., McLaren, M., Goyal, S.K., Hernandez-Aranda, R.I., Forbes, A., Konrad, T.: Quantum computation with classical light: Implementation of the Deutsch–Jozsa algorithm. Phys. Lett. A 380(22–23), 1925–1931 (2016)
Perez-Garcia, B., Hernandez-Aranda, R.I., Forbes, A., Konrad, T.: The first iteration of Grover’s algorithm using classical light with orbital angular momentum. J. Mod. Opt. 65(16), 1942–1948 (2018)
Spreeuw, R.J.C.: Classical wave-optics analogy of quantum-information processing. Phys. Rev. A 63, 062302 (2001)
Goyal, S.K., Roux, F.S., Forbes, A., Konrad, T.: Implementing quantum walks using orbital angular momentum of classical light. Phys. Rev. Lett. 110, 263602 (2013)
Bharath, H.M., Ravishankar, V.: Classical simulation of entangled states. Phys. Rev. A 89, 062110 (2014)
Adhikary, S., Panda, I.K., Ravishankar, V.: Super-quantum states in su(2) invariant level systems. Ann. Phys. (2016)
Molina-Terriza, G., Juan, P.T., Lluis, T.: Twisted photons. Nat. Phys. 3(5), 305–310 (2007)
Erhard, M., Fickler, R., Krenn, M., Zeilinger, A.: Twisted photons: new quantum perspectives in high dimensions. Light Sci. Appl. 7(3), 17146–17146 (2018)
Radcliffe, J.M.: Some properties of coherent spin states. J. Phys. A Gen. Phys. 4(3), 313–323 (1971)
Werner, R.F.: Quantum states with Einstein–Podolsky–Rosen correlations admitting a hidden-variable model. Phys. Rev. A 40(8), 4277 (1989)
Nielsen, M.A., Chuang, I.L.: Quantum Information and Quantum Computation. Cambridge University Press, Cambridge, vol. 2(8), p. 23 (2000)
Bužek, V., Hillery, M.: Quantum copying: beyond the no-cloning theorem. Phys. Rev. A 54, 1844–1852 (1996)
Bock, M., Lenhard, A., Chunnilall, C., Becher, C.: Highly efficient heralded single-photon source for telecom wavelengths based on a ppln waveguide. Opt. express 24(21), 23992–24001 (2016)
Shen, Y., Wang, X., Xie, Z., Min, C., Fu, X., Liu, Q., Gong, M., Yuan, X.: Optical vortices 30 years on: Oam manipulation from topological charge to multiple singularities. Light Sci. Appl. 8(1), 1–29 (2019)
Padgett, M.J.: Orbital angular momentum 25 years on. Opt. Express 25(10), 11265–11274 (2017)
Ma, L., Xiaolong, S.: Remote transfer of gaussian quantum discord. Optics express 22(13), 15894–15903 (2014)
Xie, C., Liu, Y., Xing, H., Chen, J., Zhang, Z.: Quantum correlation swapping. Quantum Inf. Process. 14(2), 653–679 (2015)
Lütkenhaus, N., Calsamiglia, J., Suominen, K.-A.: Bell measurements for teleportation. Phys. Rev. A 59, 3295–3300 (1999)
Ghosh, S., Kar, G., Roy, A., Sen(De), A., Sen, U.: Distinguishability of bell states. Phys. Rev. Lett., 87:277902 (2001)
Calsamiglia, J.: Generalized measurements by linear elements. Phys. Rev. A 65, 030301 (2002)
Cao, C., Zhang, L., Han, Y.-H., Yin, P.-P., Fan, L., Duan, Y.-W., Zhang, R.: Complete and faithful hyperentangled-bell-state analysis of photon systems using a failure-heralded and fidelity-robust quantum gate. Optics express 28(3), 2857–2872 (2020)
Fan, L., Cao, C.: Deterministic cnot gate and complete bell-state analyzer on quantum-dot-confined electron spins based on faithful quantum nondemolition parity detection. JOSA B 38(5), 1593–1603 (2021)