【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子通讯，具体涉及一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法。
技术介绍
1、目前，量子信息学已经发展出许多分支，如量子密钥分发、量子安全定向通信、量子身份认证、量子运算传输与共享等。特别是在1993年，bennett等提出了一个新概念，称为量子隐形传态(qt)。在量子隐形传态的范围内，除了最初分布的量子资源外，仅存在对经典通信和局部量子操作的需求。这使得一个授权用户能够将未知的量子态传输到远处的对应方，而无需直接传输量子比特。由于量子隐形传态不仅可以安全地传输量子信息，而且可以远程分配量子资源，量子隐形传态吸引了大量研究人员，迄今为止已经提出了各种实验和理论qt方案
2、团簇态是h j briegel和r raussendorf在2001年提出的一种新的量子纠缠态，并且证明团簇态在量子数目大于三时，具有某些更优的特殊性质如最大连通性和纠缠顽固性，这些特殊性质使得团簇态作为量子信道具有较高的安全性。
3、但近年提出的关于团簇态的量子隐形传态的各种方案，不仅传输效率都比较低；而且操作复杂，例如使用了多量子比特ghz态测量，就目前的技术而言，这一测量方式难度较高。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，目的是以较小的成本提高现有量子隐形传态的安全性和传输效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，包
3、s1，构建八量子比特团簇态作为通信参与方共享的量子信道，各通信参与方分配该量子信道的信道量子比特；所述通信参与方包括第一通信方、第二通信方和第三控制方，所述第一通信方、第二通信方间欲双向传输非对称的目标量子态；
4、s2，对第一通信方和第二通信方持有的目标量子比特各自执行cnot操作，使得包含多量子比特信息的目标量子态浓缩为单量子比特的临时目标态；
5、s3，利用cnot操作分别将第一通信方和第二通信方的临时目标态与各自的信道量子比特纠缠；
6、s4，针对第一通信方和第二通信方，分别对纠缠后的临时目标态、信道量子比特执行单量子比特测量，并通过经典通道公开测量结果给对方；
7、s5，第三控制方对其持有的信道量子比特执行单量子比特测量，并通过经典通道将测量结果发送给第一通信方和第二通信方；
8、s6，根据各通信参与方公布的测量结果，第一通信方和第二通信方分别对自身持有的未进行测量的信道量子比特执行相应的幺正变换，重构对方所要传输的目标量子态。
9、作为一种优选的技术方案，步骤s1所述八量子比特团簇态为：
10、
11、各通信参与方的信道量子比特具体分配为：
12、信道量子比特1、5、6和7属于第一通信方，并记为a1、a2、a3、a4；信道量子比特2、3和4属于第二通信方，并记为b1、b2、b3；信道量子比特8属于第三控制方，并记为c。
13、作为一种优选的技术方案，第一通信方持有一个任意的未知双量子比特纯态其具体形式为
14、
15、第二通信方持有一个任意的未知三量子比特纯态其具体形式为
16、
17、其中，系数α、β、γ、δ为复数，且满足|α|2+|β|2＝1，|γ|2+|δ|2＝1。
18、作为一种优选的技术方案，步骤s2具体为：
19、第一通信方对其持有的量子比特对(a1,a2)执行cnot操作，其中量子比特a1作为控制量子比特，a2作为靶位量子比特；得到第一通信方的单量子比特的临时目标态为
20、第二通信方对其持有的量子比特对(b1,b2)，(b1,b3)分别执行cnot操作，其中量子比特b1作为控制量子比特，b2和b3作为靶位量子比特；得到第二通信方的单量子比特的临时目标态为
21、步骤s2执行后，量子系统的复合态由第一通信方、第二通信方的临时目标态以及量子信道态组成，具体为：
22、
23、作为一种优选的技术方案，步骤s3具体为：
24、第一通信方对其持有的量子比特对(a1,a1)执行cnot操作，其中量子比特a1作为控制量子比特，a1作为靶位量子比特；
25、第二通信方对其持有的量子比特对(b1,b1)执行cnot操作，其中量子比特b1作为控制量子比特，b1作为靶位量子比特。
26、作为一种优选的技术方案，步骤s4所述执行单量子比特测量包括：
27、第一通信方分别对a1和a1进行单量子比特正交基测量和单量子比特计算基测量；
28、第二通信方分别对b1和b1进行单量子比特正交基测量和单量子比特计算基测量；
29、其中，单量子比特正交基向量为：和
30、单量子比特计算基向量为：|0>和|1>；
31、第一通信方和第二通信方的单量子比特测量导致剩余量子比特b2、b3、a2、a3、a4和c的状态坍缩为以下16种状态之一：
32、
33、
34、其中，符号和(k,l＝0,1)分别对应施加于量子比特a1和b1的单量子比特计算基测量结果；和分别对应施加于量子比特a1和b1的单量子比特正交基测量结果。
35、作为一种优选的技术方案，在通过经典通道公开测量结果时，单量子比特测量结果和经典消息之间的映射规则为
36、
37、作为一种优选的技术方案，步骤s5中第三控制方对其持有的信道量子比特c执行单量子比特正交基测量，测量导致剩余的量子比特b2、b3、a2、a3、a4坍缩为以下32种状态之一：
38、
39、其中，“±c”对应施加于量子比特c的单量子比特正交基测量结果。
40、作为一种优选的技术方案，步骤s6具体包括：
41、根据第一通信方、第二通信方、第三控制方的单量子比特测量结果，以及剩余量子比特系统b2、b3、a2、a3、a4的坍缩状态从幺正变换操作集中选择相应的幺正变换，第一通信方和第二通信方分别对(b2,b3)和(a2,a3,a4)进行恢复操作；
42、第一通信方重构出第二通信方传输的第二目标量子态第二通信方重构出第一通信方传输的第一目标量子态
43、作为一种优选的技术方案，所述幺正变换操作集为{i,σx,iσy,σz}，
44、其中i＝|0><0|+|1><1|为单位操作，σx＝|0><1|+|1><0|、iσy＝|0><1|-|1><0|、σz＝|0><0|-|1><1|为不同的泡利操作。
45、本专利技术的一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，具备如下有益效果：
46、本专利技术从安全通信出发，利用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤S1所述八量子比特团簇态为：
3.根据权利要求2所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，第一通信方持有一个任意的未知双量子比特纯态其具体形式为
4.根据权利要求3所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤S2具体为：
5.根据权利要求4所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤S3具体为：
6.根据权利要求5所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤S4所述执行单量子比特测量包括：
7.根据权利要求6所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，在通过经典通道公开测量结果时，单量子比特测量结果和经典消息之间的映射规则为
8.根据权利要求7所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态
9.根据权利要求8所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤S6具体包括：
10.根据权利要求9所述的基于七量子纠缠态的非对称双向量子隐形传态方法，其特征在于，所述幺正变换操作集为{I,σx,iσy,σz}，
...【技术特征摘要】
1.一种基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤s1所述八量子比特团簇态为：
3.根据权利要求2所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，第一通信方持有一个任意的未知双量子比特纯态其具体形式为
4.根据权利要求3所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤s2具体为：
5.根据权利要求4所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤s3具体为：
6.根据权利要求5所述的基于八量子团簇态的非对称双向受控量子隐形传态方法，其特征在于，步骤s4所...
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