量子情報の符号化・復号化と多粒子間エンタングルメントを用いた量子情報処理

使用量子信息编码/解码和多粒子纠缠进行量子信息处理

基本信息

批准号：
15740250
负责人：
村尾美緒
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、量子情報の符号化・復号化に関する量子一方向的関数の導入に向けて、昨年度に引き続いて量子ビット系・離散多準位におけるエンタングルメントの新しい性質の探索と量子情報処理への応用に関する研究を行い、次のような成果を得た。量子ビット系に関しては、混合状態を考察することで非対称性を導入した多量子ビットエンタングル状態を用いて、2量子ビットに符号化した量子情報を、エンタングルメント資源を用いずに復号化するプロトコルを提案した。この非対称混合状態を用いると、制御測定の選び方に応じて量子情報の伝達や破壊を遠隔操作で行うことが可能となる。このプロトコルは、遠隔操作によるエンタングルメント抽出・破壊過程でもあることが示され、量子情報の流れを制御する遠隔量子情報スイッチと考えることもできる。離散多準位系に関しては、量子情報を量子鍵として用いた認証プロトコルとして、離散多準位エンタングルメントを量子鍵と対となる量子錠として用いる量子錠プロトコルを提案した。この認証プロトコルは、古典情報の通信は行わずに未知の量子状態への演算とやりとりのみで認証を行うものであり、量子情報の複写禁止原理に基づく高い安全性を保持する。エンタングルメントの基礎理論としては、前年度導いた離散多準位多粒子系における、操作的な意味を持つエンタングルメントの測度のひとつであるエンタングルメント頑強性の性質を探索した。まず、与えられたエンタングルメントを、もっとも効果的に少ない数の混合で壊してしまう純粋状態は何かという点に注目して、離散多準位多粒子エンタングルメントを壊す効力のないノイズを満たす性質を導いた。

在今年，为了引入量子单向函数以用于编码和解码量子信息，在去年之后，我们研究了搜索Qubit Systems中纠缠新属性的研究并将其应用于量子信息处理，并将其应用于以下结果。关于量子系统，我们提出了一项协议，该协议将编码为两个量子位的量子信息不使用多数纠缠状态而不使用纠缠资源，该状态通过考虑混合状态引入不对称性。使用这种不对称的混合状态，可以根据选择的测量结果来传输和破坏量子信息。该协议也已被证明是远程纠缠提取和破坏过程，也可以被视为控制量子信息流的远程量子信息开关。关于离散的多级系统，已提出了使用量子信息作为量子密钥的量子平板电脑协议作为身份验证协议，而离散的多级纠缠是带有量子密钥的量子平板电脑对。该身份验证协议不涉及经典信息的通信，但是通过与未知量子状态的计算和交互进行了身份验证，并根据防止复制量子信息的原则来维持高安全性。纠缠的基本理论是探索纠缠鲁棒性的性质，这是纠缠的措施之一，在离散的多级多颗粒系统中具有操纵性含义。首先，我们专注于最有效地用最少混合数量的纯净状态破坏给定的纠缠，我们得出了令人满意的无效噪声的特性，从而破坏了离散的多级多颗粒纠缠。