二粒子未知態的受控量子通信

王作棟，黃亦斌

(江西師范大學物理與通信電子學院，江西 南昌330022)

0 引言

1993年，Bennett等人提出了一種利用Bell態進行量子隱形傳態的方案［1］，自從該方案被提出來后，人們又提出了利用其它糾纏態作為量子信道的量子通信方案［2～5］。1999年，Hillery等人提出了一種量子信息分裂方案(Quantum information splitting簡稱:QIS)［6］，在該量子信息共享方案中，發送者通過量子隱形傳態將未知態分發給多個接收者，任何一個接收者都可以在發送者的控制下恢復該未知態。所以，量子信息分裂(QIS)方案也是一種多方受控的量子隱形方案［7］。

本文提出了一個利用7粒子態作為量子信道的多方受控的量子通信方案。根據不可克隆原理，發送者Alice不可能復制未知態，即不可能使接收者Bob和Charlie同時接收到該未知態。在本文中，Alice要將一個2粒子未知態發送給Bob和Charlie。Diana為控制者，不具備接收未知態的能力，但是她能夠控制接收者重構二粒子未知態。Alice對自己擁有的4個粒子做一次 von-Neumann聯合測量［8］，控制者在計算基下對他的粒子做測量。接收者Bob和Charlie可以根據2次測量結果對自己擁有的粒子做相應的幺正操作，就可以重構Alice所發送的未知態。

假如在建立量子信道時，將Diana的粒子發送給Charlie。Charlie手中有3個粒子，她既是接收者又是控制者，她能夠單獨得接收Alice所發送的未知態，又能夠控制Bob接收未知態。所以說Charlie對于未知態的恢復能力是強于Bob的，這在某種程度上實現了分級量子信息通信［9～11］。

1 二粒子未知態的受控量子隱形傳態

發送者Alice制備大量7粒子態其中，|ψ0〉，|ψ1〉，|ψ2〉，|ψ3〉是任意的5 bit量子態，它們之間是相互正交: