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申请/专利权人：苏州大学

摘要：本发明公开了一种基于Brown态和网络编码的双向单比特态制备方法。本发明本首次将基于Brown态的态制备和网络编码相结合，通过蝶形网络和五比特Brown态由发送方到接收方之间进行交叉传输，并且双向制备任意单比特量子态的方案，主要特征是：在基于蝶形网络编码协议的基础上，通过态制备建立量子网络编码模型。源节点与目的节点共享的信道是由五比特Brown态加辅助粒子，通过CNOT操作进行信道调制所得到。实现已知信息在整个网络模型中的传输，与量子隐形传态方案相比资源消耗更少，同时传输效率达到更高水平，并且还创新性的实现了双向制备，通信容量达到四比特每轮。它在量子通信网络技术领域里有广阔的应用前景。

主权项：1.一种基于Brown态和网络编码的双向单比特态制备方法，其特征在于，包括：步骤1：需要构建蝶形网络模型，其中，A和B为源节点，中间节点为M1和M2，C和D作为目的节点，来实现交叉双向态制备，制备任意单比特态：目的节点C制备目标态为目的节点D制备目标态为源节点A制备目标态为源节点B制备目标态为源节点A与目的节点C预先共享五比特Brown态作为信道；源节点B与目的节点D预先共享五比特Brown态作为信道；首先对源节点A与目的节点C共享的五比特Brown态信道加入辅助粒子|00，其中A1和C1分别对粒子A3以及C3采用CNOT操作进行信道调制，其中，节点A拥有粒子A1,A2,A3，节点C拥有粒子C1,C2,C3；源节点B与目的节点D共享的五比特Brown态信道作相似的操作进行信道调制，其中，节点B拥有粒子B1,B2,B3，节点D拥有粒子D1,D2,D3；步骤2：首先，源节点A对粒子A1进行第一次幅度测量，选取一组正交测量基{|μm,m∈{0,1}}: 接着，根据源节点A第一次对粒子A1的幅度测量结果，源节点A对粒子A3进行第二次相位测量，选择合适的相位测量基 目的节点C分别对粒子对C1和C3执行幅度和相位测量，选取一组正交测量基{|ηm,m∈{0,1}}： 接着，根据目的节点C第一次对粒子C1的幅度测量结果，从测量基选取对应的测量基对粒子C3进行相位测量： 在源节点B与目的节点D中，首先，源节点B对粒子B1进行第一次幅度测量，选取一组正交测量基{|χm,m∈{0,1}}： 接着，根据源节点B第一次对粒子B1的幅度测量结果，从测量基选取合适的相位测量基对粒子B3进行第二次相位测量： 对于目的节点D分别对粒子对D1和D3执行幅度和相位测量，首先目的节点D选取一组正交测量基{|νm,m∈{0,1}}： 接着，根据目的节点D第一次对粒子D1的幅度测量结果，从测量基选取对应的测量基对粒子D3进行第二次相位测量： 步骤3：如果控制方同意源节点A和目的节点C之间的态制备，那么控制方对手中的粒子E执行{|0，|1}，将对控制比特E的测量结果公布给源节点A和目的节点C，源节点A和目的节点C分别将各自的测量结果对应成经典信息X1，Y1，可以从表1和2看到测量结果与经典信息X1，Y1的对应关系，各自通过经典信道Q1，T3传输给中间节点M1和M2，同时源节点A和目的节点C将X1，Y1作为辅助消息，通过经典信道Q2，T4发送给目的节点D以及源节点B；与此同时，如果控制方如果同意源节点B和目的节点D之间的态制备，那么控制方对手中的粒子F执行{|0，|1}，将对控制比特F的测量结果公布给源节点B和目的节点D，源节点B和目的节点D分别将各自的测量结果对应成经典信息X2，Y2，可以从表3和4看到测量结果与经典信息X2，Y2的对应关系，各自通过经典信道Q3，T1传输给中间节点M1和M2，同时源节点B和目的节点D将X2，Y2作为辅助消息，通过经典信道Q4，T2发送给目的节点C以及源节点A；表1源节点A的两次测量结果、粒子C2的幺正操作与经典信息X1的关系 表2目的点C的两次测量结果、粒子A2的幺正操作与经典信息Y1的关系 表3源节点B的两次测量结果、粒子D2的幺正操作与经典信息X2的关系 表4目的点D的两次测量结果、粒子B2的幺正操作与经典信息Y2的关系 步骤4：中间节点M1从经典信道Q1和Q3分别收到预编码信息X1和X2，并且随即将收到的预编码信息进行编码处理操作：接着利用经典信道Q5传输给中间节点M2，最后中间节点M2把接收到的编码处理操作分别通过经典信道Q6和Q7传给目的节点C和D；与此同时，中间节点M2从经典信道T1和T3收到预编码信息Y2和Y1，并且随即将收到的预编码信息进行编码处理操作：接着利用经典信道T5传输给中间节点M1，最后中间节点M1把接收到的编码处理操作分别通过经典信道T6和T7传给源节点节点A和B；步骤5：目的节点C和D根据源节点B和A通过经典信道Q4和Q2传输的辅助信息X2和X1，再根据中间节点M2通过经典信道Q6和Q7发送的封装信息进行解码操作并且结合控制信息，通过表1和3可知测量结果与经典信息对应的关系，采取对应的幺正操作，就可以准确无误的制备出|τ1和|τ2；同样，源节点A和B根据目的节点D和C通过经典信道T2和T4传输的辅助信息Y2和Y1，再根据中间节点M1从经典信道T6和T7发送的封装信息进行解码操作并且结合控制信息，通过表2和4可知测量结果与经典信息对应的关系，采取对应的幺正操作，就可以准确无误的制备出|τ3和|τ4。

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百度查询： 苏州大学 基于Brown态和网络编码的双向单比特态制备方法