基于光场高斯态的量子无错分辨的研究
批准号:
61501247
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
余文斌
依托单位:
学科分类:
量子通信与量子信息处理
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
瞿治国、张琛、董江伟
中文摘要
量子状态分辨是新兴的量子信息领域的基本问题,也是实现诸多量子信息处理任务的关键。近年来,“量子无错分辨”以接近零错完美的检测性能,成为量子信息备受关注的分支。此外,以高斯态为代表的连续变量量子系统对量子极限技术的实现具有重要意义。目前,高斯态量子无错分辨的研究相对匮乏,令量子状态分辨的研究及量子信息技术的发展受到制约。本项目着眼于光场高斯态的量子无错分辨,依次展开三方面的研究:一、推广量子无错分辨至“相空间表示”,建立高斯态量子无错分辨的理论框架;二、获得压缩态量子无错分辨的量子性能界限,设计光场压缩态量子无错分辨的物理可实现方案;三、开展光场相干态的量子无错分辨实验,改进热场噪声背景下的标准量子极限性能。对上述问题的解决,将填补连续变量量子无错分辨的研究空白。这不仅加深了人们对量子信息基本问题的认识,还将为量子信息处理任务的实现提供理论依据与技术支撑,为我国量子信息领域的研究赢得先机。
英文摘要
The quantum state discrimination is one of the fundamental topic for the quantum information area, it plays a key role in the research task of quantum information processing. Recently, the quantum unambiguous state discrimination become a dominant direction of the quantum information research because of its perfect detection performance of error-free. Meanwhile, the continuous variable quantum system, with the Gaussian state as a representation, is of prominent significance to the implementation of quantum-limited techniques. As is a situation, the research on unambiguous state discrimination with Gaussian states is very rare, hence places a restraint on the developing of quantum state discrimination and the quantum information processing. This project involves the quantum unambiguous state discrimination with the optical Gaussian states, the procedure of research is set to be three steps: 1. extend the unambiguous state discrimination to the phase space representation, draw the theory frame of unambiguous state discrimination with the Gaussian state; 2. acquire the quantum performance bound for the unambiguous state discrimination with the squeezed states, then design the physical implementary scheme of unambiguous state discrimination with the optical squeezed state; 3. implement the experiment of unambiguous state discrimination with the optical coherent state, improve the standard-quantum-limited performance in the presence of thermal noise fields. The effort of our work will fill in the vacancy in the research of the continuous variable unambiguous state discrimination. The result will aggregate people’s understanding of the essence of quantum information, and provide the theory basis and technology support for the implementation of quantum information processing, which will win the precedence on the quantum information research for our country.
我们对光场高斯态的量子无错分辨、多方量子通信复杂度、量子零错信道编码、量子算法以及量子隐写相关理论进行了深入研究,主要成果包括:(1)在高斯态无错分辨方面,提出了理论性能界限(确定性概率和差错概率)的积分表达式,提出了便于数值计算的求和表达式,数值模拟了OOK、BPSK、QPSK信号的理论性能界限,提出了信号无错分辨的有效区域与退化区域;(2)在多方量子通信方面,基于复合布尔值函数,提出了一种量子分布式算法,证明其量子通信复杂度的上限,通过比较其经典通信复杂度,给出了各自的优势所在,基于贝尔态提出一种安全有效的任意N方的量子密钥协议,研究了噪声对量子态远程制备的影响;(3)在量子零错编码方面,提出了五符号量子等概零错信道的编码方法,在此基础上提出一种基于线性变换的适用于N符号量子混淆信道模型的编码方法;(4)研究了机器学习领域的Relief算法,提出了能够以更低时间和空间复杂度实现特征选择的量子Relief算法,提出了基于通用量子门的一步迭代的量子感知算法,;(5)提出了基于受控最低有效位修改的量子水印算法,其具有较好的透明性、稳健性,提出了具有低修改率和高效嵌入的基于极坐标与矩阵编码的量子水印算法。这些成果为量子信息处理领域填补一些理论空白,对量子信息技术的广泛应用提供了一些技术支持。
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A Novel Quantum Stegonagraphy Based on Brown States
一种基于布朗态的新型量子隐写术
DOI:
10.3970/cmc.2018.02215
发表时间:
2018-11
期刊:
cmc-computers materials & continua
影响因子:
3.1
作者:
[Zhiguo Qu, Tiancheng Zhu, Jinwei Wang, Xiaojun Wang]
通讯作者:
Xiaojun Wang
An Efficient and Secure Arbitrary N-Party Quantum Key Agreement Protocol Using Bell States
一种高效安全的贝尔态任意N方量子密钥协商协议
DOI:
10.1007/s10773-017-3553-x
发表时间:
2018-01-01
期刊:
INTERNATIONAL JOURNAL OF THEORETICAL PHYSICS
影响因子:
1.4
作者:
[Liu, Wen-Jie, Xu, Yong, Yu, Wen-Bin]
通讯作者:
Yu, Wen-Bin
Quantum Relief Algorithm
量子救济算法
DOI:
10.1007/s11128-018-2048-x
发表时间:
2018
期刊:
Quantum Information Processing
影响因子:
2.5
作者:
[Wenjie Liu, Peipei Gao, Wenbin Yu, Zhiguo Qu, Ching-Nung Yang]
通讯作者:
Ching-Nung Yang
DOI:
10.16652/j.issn.1004-373x.2017.12.011
发表时间:
2017
期刊:
现代电子技术
影响因子:
--
作者:
[张军, 刘文杰]
通讯作者:
刘文杰
Energy-Efficient Cloudlet Management for Privacy Preservation in Wireless Metropolitan Area Networks
DOI:
10.1155/2018/8180451
发表时间:
2018
期刊:
Security and Communication Networks
影响因子:
--
作者:
[Xiaolong Xu, Rui Huang, Ruihan Dou, Yuancheng Li, Jie Zhang, Tao Huang, Wenbin Yu]
通讯作者:
Wenbin Yu
共 33 条
抗量子攻击的工业互联网自主可控协议研究与开发
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2026
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负责人:余文斌
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依托单位:
国内基金
海外基金