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成果简介:本项目研究方向为量子通信（交叉学科：量子力学-信息科学），基于量子力学和量子信息科学的基本原理和基本方法，我们主要研究了量子隐形传态、量子远程态制备、量子秘密共享、量子安全直接通信等领域。具体内容如下： 1. 根据局域不变量与量子纠缠的联系，研究量子纠缠与量子隐形传态之间的关系。讨论任意量子通道所能传输的最多未知量子态参数数目及量子隐形传送的成功几率等相关问题，首次给出了利用非Bell对量子通道进行量子隐形传态的完全实现。 2. 在量子隐形传态的研究中首次提出了用塌陷算符的性质（塌陷算符为幺正算符；塌陷算符可逆但不是幺正算符；塌陷算符不可逆）来判断量子隐形传态能否传送以及成功几率等的条件，该工作所提出的利用塌陷算符判别量子隐形传态的方法已成为量子隐形传态理论中的重要方法之一。 3. 研究了利用非对称量子通道以及特殊量子态(例如GHZ,W态)的隐形传态所操作最佳正交完备测量基与成功几率的关系，得出了只要正交完备测量基与量子通道特性参数满足一定的匹配，就可以实现量子隐形传态的最大成功几率。 4. 基于量子纠缠的不变量理论，研究量子远程制备、量子态秘密共享中的相关参数与纠缠参量的关系。探索量子隐形传态， 量子安全通信和量子远程制备中量子通道纠缠资源的匹配实现。通过几年的努力，在量子隐形传态、量子态远程操作、量子态共享等方面我们取得了一定的成果，共发表论文50多篇，其中国际SCI权威期刊收录30多篇，本项目对实现量子态的隐形传送，量子加密、量子逻辑门、量子开关的构造具有较大的理论价值，对在实验上实现量子量子态的隐形传送、量子通信等具有一定的实际指导意义。本项目的特色和创新之处在于：将量子隐形传态中的塌陷算符与量子纠缠参数联系在一起，给出了纠缠资源在量子隐形传态、量子远程制备中的应用。具体体现在以下四方面：(1)由局域变换不变量与塌陷算符出发，研究了纠缠量子通道与任意粒子态实现隐形传送的关系，得出塌陷算符可逆是成功实现量子隐形传送的必要条件。(2)研究了量子通道与传送未知量子态参数的关系；量子通道所能传输的最多未知量子态参数数目；成功几率与量子通道纠缠的参数的关系。(3)研究了塌陷算符与量子通道及正交完备测量基的关系。通过塌陷算符与量子通道及正交完备测量基的特性及参数的关系，就可给出最佳测量基的匹配，从而实现最多未知量子态参数的最大几率的传送。(4)研究了量子通道纠缠特性与量子安全通信及量子远程操作的关系，揭示量子通道的纠缠特性在不同应用情况下(量子安全通信， 量子远程操作)作为通道资源的最佳利用，及量子纠缠的物理意义。应用状况：首次提出了塌陷算符的概念，给出了完全传送任意两个粒子状态的条件，得出了新的非Bell对量子通道。次提出了用塌陷算符的性质（塌陷算符为幺正算符；塌陷算符可逆但不是幺正算符；塌陷算符不可逆）来判断量子隐形传态能否传送以及成功几率等的条件。系统研究了量子通道纠缠特性与局域酉变换（LU）不变量的关系。系统研究了量子通道纠缠特性与量子态远程操作的关系，给出了最佳正交完备测量基与量子态远程操作成功几率的关系，得出了只要正交完备测量基与量子通道特性参数满足一定的匹配，就可实现量子量子远程操作的最大成功几率。