資源描述：
《量子信息講座第五講量子克隆與量子復(fù)制_郭光燦.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、講座量子信息講座*第五講量子克隆與量子復(fù)制郭光燦段路明(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系,非線性科學(xué)中心,合肥230026)摘要量子態(tài)不可克隆體現(xiàn)了量子力學(xué)的固有特性,它是量子信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)之一.文章簡要介紹了量子不可克隆定理的物理內(nèi)容以及量子復(fù)制機的基本原理,通過幺正坍縮過程我們構(gòu)造了一種概率量子克隆機,并論證所有線性無關(guān)的量子態(tài)都可以被概率量子克隆機克隆.關(guān)鍵詞量子不可克隆定理,量子復(fù)制機,概率量子克隆機,幺正坍縮過程QUANTUMCLONINGANDQUANTUMCOPYINGGuoGuangcanDuanLumin
2、g(DepartmentofPhysicsandNonlinearScienceCenter,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026)AbstractNo-cloningofquantumstatesisanintrinsicpropertyofquantummechanics,andplaysanimportantroleinquantuminformationtheory.Wereviewthequantumno-cloningtheoremandtheprinci
3、pleofthequantumcopyingmachine.Weconstructaprobabilisticquantumcloningmachinebyaunitary-reductionprocessandshowthatallthelinearlyindependentquantumstatescanbeclonedbythismachineinaprobabilisticfashion.Keywordsquantumno-cloningtheorem,quantumcopyingmachine,probabilisticqua
4、ntumcloningmachine,unitary-reductionprocess相當(dāng)長的時間內(nèi)并未引起人們足夠的重視,只1量子不可克隆定理是近年來隨著信息科學(xué)的迅猛發(fā)展,人們才體會到該論文的重要性,并重新激發(fā)起研究量子自從克隆羊多莉問世以來,克隆一詞已克隆的熱情.家喻戶曉.人人都在談?wù)摽寺垡蛩固购涂寺-Z的論文提出這樣一個問題,是否存希特勒是否可能,人們進(jìn)一步關(guān)注這樣一個根在一種物理過程,實現(xiàn)對一個未知量子態(tài)的精本性問題,即克隆技術(shù)是否萬能.量子力學(xué)中有確復(fù)制,使得每個復(fù)制態(tài)與初始量子態(tài)完全相一個基本定理告訴我們,一個未知
5、的量子態(tài)不同?該文證明,量子力學(xué)的線性特性禁止這樣可以克隆,這就是量子不可克隆定理,它限定了的復(fù)制,這就是量子不可克隆定理的最初表述.克隆技術(shù)的適用范圍.量子不可克隆定理的證明很簡單.以兩態(tài)早在1982年,Wootters和Zurek就在英國*國家教委博士點基金資助項目著名刊物自然上發(fā)表了一篇短文,題目為單[1]1997-11-24收到初稿,1998-07-17修回個量子不可能被克隆.這篇論文在發(fā)表后54物理[6,7]量子系統(tǒng)為例,其基矢選為
6、0和
7、1,設(shè)
8、s代中之一.W-Z的證明基于量子疊加原理,表此二維空間任意量子態(tài)
9、,量子克隆過程可以該證明行之有效至少需要3種可能的輸入態(tài),表示為如上面的0,1及0+1,因此它沒有sQxssQsx,(1)排除克隆兩個量子態(tài)的可能性.文獻(xiàn)[3,4]推廣式中右端ss表示初始模和復(fù)制模均處于了量子不可克隆定理,使之適用于兩態(tài)情況,指s態(tài),Qx和Qsx分別為裝置在復(fù)制前后出如果克隆過程可以表示為一幺正演化,則幺正性要求兩個態(tài)可以被相同的物理過程克隆,的量子態(tài),復(fù)制后裝置的量子態(tài)Qsx可能依當(dāng)且僅當(dāng)它們相互正交,亦即非正交態(tài)不可以賴于輸入態(tài)s.假如存在(1)式的變換,那么克隆.該結(jié)果的證
10、明很簡單.設(shè)兩個態(tài)0和對基矢0和1應(yīng)該分別有1同時被一幺正過程U所克隆,即0Qx00Q0x,(2-a)U(0Qx)=00Q0x,1Qx11Q1x.(2-b)(5-a)現(xiàn)假定s是一個任意的疊加態(tài),即22U(1Qx)=11Q1x,s=0+1,+=1,(3)(5-b)由(2)式及量子操作的線性特征,不難得到在操其中Qx,Q0x,Q1x均為歸一化的量子作后,s將演變?yōu)閼B(tài).(5-a)和(5-b)式的內(nèi)積給出sQx=(0+1)Qx
11、0100Q0x+
12、11Q1x.(4)2=01xQ0Q1x如果復(fù)制機的態(tài)Q0x與Q1x不恒等,那么2上式給出的初始模和復(fù)制模均
