陈奉维-1006010101-量子克隆研究进展 2.docVIP

毕业论文（设计） 论文题目： 量子克隆研究进展 学生姓名 学 号： 1006010101 所在院系专业名称 张文海 目 录 前言 2 1 量子力学基本原理 3 1.1原理 4 1.2 量子态叠加原理 5 1.3 算符 5 1.4密度矩阵 6 1.5量子力学量的平均值 6 1.6量子比特 8 2 量子克隆研究进展 9 2.1 普适量子克隆...............................................................................................................9 2.2 相位协变量子克隆 10 2.2.1最优相位协变量子克隆 10 2.2.2最优一般相位协变量子克隆 10 2.2.3 最优相位协变量子克隆....................................................................................13 2.3 实数态量子克隆 14 2.4 d维空间1→3最优UQC和PCQC 15 3 总结 21 参考文献： 22 量子克隆研究进展 学生：指导老师：摘 要 关键词evelopments of quantum cloning reaserch Student: Feng-wei Chen (Faculty Adviser：Wen-Hai Zhang) (Department of Physics Electronic Information, Huainan Normal University) Abstract: In the quantum information science, quantum cloning theory is a basic theory. In this dissertation we mainly introduce the developments of quantum cloning research, including the universal quantum cloning, the phase-covariant cloning and the real state cloning. Keywords: Quantum information; quantum cloning; universal quantum cloning; phase-covariant cloning; real state cloning 前言 量子信息是量子力学和信息科学融合的产物。量子信息的研究是利用量子力学基本原理，发挥量子相干特性的作用，以新的方式进行计算，编码和信息传输。量子力学和信息科学融合充分显示学科间结合的重要性，如果量子信息的最终物理实现，将会导致信息科学观念和模式的重大变革。目前的量子信息主要是基于量子力学的相干特性，重构，编码计算和通讯的基本原理。无论在理论上还是在实验上，量子信息都在取得新的突破，已经发展成为内容十分丰富的新学科。它包括量子计算[1]，量子信息[2，3]，量子通讯[4，5]和量子博弈[6]。 来自量子理论并产生两个概念，使得量子信息学完全迥异经典信息学：量子不可克隆定理和量子纠缠。量子纠缠是指一个复合系统的状态不能够描述为各子系统的直积态，即各子系统存在着极其微妙的关联。这与经典状况完全不同，即系统相互作用后，各子系统均由自身状态来描述。或者说，仍为各子系统的直积态。量子纠缠现象已经被广泛应用于如量子密钥，量子密集编码和量子隐形传态中。进一步说，多体量子纠缠为量子计算机的并行计算提供了可能。如Shor算法，就是有效地利用这种并行性，来完成经典计算机不易完成的复杂计算。其量子计算的优越性就是建立在量子纠缠基础上。量子不可克隆定理是必威体育官网网址通信的前提，对密码分配的安全性起了关键性的作用。如同并行计算，绝对必威体育官网网址是量子信息学有别经典信息学另一个根本差异。然而，复制是经典信息学同样也是量子信息学所必需关心和解决的任务。量子不可克隆定理的制约，量子复制（量子克隆）首当其冲面临至少两个问题：量子克隆是准确的还是近似的，它们以何种方式进行；拷贝子与拷贝存在何种关系时，量子克隆才是有效的，才能进行有效的量子计算。对这些问题研究，目前已经取得很好的进展。实现对称型近似量子远程克隆，此方案可同时实现普适量子克隆和相位协变量子克隆。 1 量子力学基本原理 1.1.1 原理1 描写微观系统状态的数学量是希尔伯特（Hilbert）空间的矢量。 相差一个复数因子的两个矢量，描写同一状态。 例如：两维