基于四量子比特簇态与贝尔态的量子隐形传态与信息分割

量子隐形传态提供了一种“无形”的方式，利用经典通信信道和预先共享的纠缠态，将量子态从一个物体传输到另一个位于远处的物体。本文提出了一种三方概率隐形传态方案，通过形式为 $\left.|{\phi}\right\rangle_{1234}=\left.\alpha|0000\right\rangle+\left.\beta|1010\right\rangle+\left.\gamma|0101\right\rangle-\eta\left.|1111\right\rangle$ 的四量子比特簇态作为量子信道，传输任意单量子比特态而不丢失被传态的信息，其中非零实数 $\alpha$、$\beta$、$\gamma$ 和 $\eta$ 满足关系 $|\alpha|^2+|\beta|^2+|\gamma|^2+|\eta|^2=1$。通过引入一个处于 $\left|0\right\rangle$ 态的辅助量子比特，利用合适的幺正变换和正算子值测度（POVM），接收方可以重建原始量子比特的态。本文所演示的隐形传态方案的一个重要优势在于，如果传态失败，只要相关各方共享另一对纠缠量子比特，就可以重复传态而无需传输未知量子态的副本。我们还提出了一种利用上述簇态和一个贝尔态作为量子信道，对任意两粒子系统进行量子信息分割的协议。针对这两种情况都检查了与安全攻击相关的问题，发现该协议是安全的。该协议效率高且易于实现。