合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
量子安全通信作为量子信息的重要分支之一,是量子力学在通信领域极为重要的应用。 着重研究B92量子密钥分配协议的量子电路模型及其后续仿真,基于Qcircuit仿真软件设计出一种 全新的B92量子密钥分配协议的量子电路模型,通过引入误码率(BER)和协议可靠率rsec两个指标, 仿真分析了在不同噪声信道模型下B92量子密钥分配协议的有效性和安全性。仿真结果表明,这种 全新的电路设计实现了B92密钥分配协议的功能,并具有普遍意义,可运 用于构造其他密钥分配协议的量子电路模型。
量子信息 量子密钥分配 量子电路 B92协议 噪声信道 quantum information quantum key distribution quantum circuit B92 protocol noise channels
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
量子触发器是量子逻辑电路中一个很重要的量子器件，在量子计算领域有着重要的意义。根据量子触发器的逻辑功能， 利用量子触发器输入和输出之间的关系，研究了一种通过引入辅助比特来解决数字电路反馈问题以及实现数据保持状态 锁存功能的方法。设计构造了五种不同的量子触发器并对量子线路进行了优化。这些量子锁存器在建造量子计算机中 可以作为可扩展的基本锁存功能单元使用。
量子计算 量子触发器 辅助比特 量子逻辑门 quantum computation quantum latch auxiliary bit quantum logic gate
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
利用五粒子纠缠态作为量子信道, 实现四粒子W态量子信息的分离。 发送者Alice发送2、5粒子给Bob, 发送3粒子给Charlie。Alice对手中的六个粒子进行von-Neumann测量, 把测量结果告诉Charlie和Bob, 控制者Charlie对手中的单粒子进行投影测量, 再把测量结果告诉Bob, Bob根据 手中结果对手中的二粒子进行适当的幺正变换, 加两个辅助粒子, 再进行适当的量子门操作, 就可重建欲发送的四粒子W态, 该方案成功概率100%, 而且传输粒子较少, 易于实现。
量子光学 量子信息分离 von-Neumann测量 四粒子W态 量子信息 quantum optics separate of quantum information measurement of von-Neumann four particle W state quantum information
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
在量子信息传输过程中应减少作为量子信道的粒子数并尽量增加传输的信息, 保证传输过程的安全和 对传输信息过程进行有效控制。提出了一种多维量子编码的可控信息传输方案,首先Alice要和Bob对编码的信息制定一个规范, 然后, Alice对粒子做幺正变换,接受者Bob对接收到的粒子进行测量,根据控制者Charlie发来的测量信息就可以 知道Alice要传输的信息,这种量子信息传输粒子少,有一个控制者可对传输过程进行控制, 所以易于实现,而且保证安全。
量子信息 多维量子超密编码 幺正操作 quantum information multi-dimensional quantum superdense coding unitary operation
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
为了提高量子密钥分配的安全性和效率,利用量子纠缠交换的规律, 提出了基于纠缠交换的量子密钥分配协议。 通信双方通过简单的Bell测量建立起共享密钥,窃听者不可能窃取密钥而不被发现。该协议与其它分配协议的不同在于, 可以实现对任意两个Bell态进行Bell测量达到量子密钥分配的目的。协议的实现只需要EPR粒子对,而不需要制备多粒子纠缠态。 分析结果表明,此协议只用到两粒子的纠缠态,不需要进行幺正操作,它不仅能够保证密钥分配的安全性,而且简单高效。
量子光学 量子通信 量子密钥分配 量子纠缠交换 贝尔测量 quantum optics quantum communication quantum key distribution quantum entanglement swapping Bell measurement
合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
量子可逆逻辑电路综合主要是研究在给定的量子门和量子电路的约束条件及限制下, 找到最小或较小的量子代价实现所需量子逻辑功能的电路。把量子逻辑门的功能用矩阵的数学模型表示, 用遗传算法作全局搜索工具,将遗传算法应用于量子可逆逻辑电路综合,是一种全新的可逆逻辑电路综合方法, 实现了合成、优化同步进行。四阶量子电路实验已取得了很好的效果,并进一步分析了此方法在高阶量子电路综 合问题上的应用前景。
量子光学 量子电路 逻辑电路综合 基因遗传算法 最优操作路径 quantum optics quantum circuit reversible logic synthesis genetic algorithm best operation path
合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
量子逻辑电路是经典可逆计算和量子计算的交叉领域,对其综合方法的研究具有重要意义。 提出了一个基于矩阵初等变换的全新的综合方法, Toffoli门集被选作基本门库,其中每个逻辑门的矩 阵都可以分解为初等变换的乘积(称作一个初等变换路径), 结合一些启发式规则,将得到的初等变换路 径变成 Toffoli 门序列的形式,也即逻辑电路形式。给出了一个三阶逻辑电路的例子,分析了该新方法的性能。
量子信息 量子逻辑电路综合 矩阵初等变换 量子逻辑门 quantum information quantum Boolean circuit synthesis matrix elementary transformation quantum logic gates
合肥工业大学电子科学与应用物理学院， 安徽 合肥 230009
在无测量电路中，提出两位纠错量子电路的概念。构造出纠两位错的量子编码方案及量子纠错电路，此电路可以同时纠正量子信息中的一位错、两位错，突破了以往量子电路只能纠正一位错的局限。引入编码电路编码输入信息的辅助位，根据辅助位的不同判断输入信息的不同量子状态。在设计七量子位的纠错电路过程中，提出了模块化思想，以五量子位纠错电路为基础模块构建纠错电路，简化了多量子位纠错电路的设计过程。
量子光学 量子纠错码 量子线路 两位错 辅助位
合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230009
在无测量状态下,对三量子位纠错电路进行设计和优化,提出模块化概念设计和优化量子纠错电路。 随着量子位的增加, 三量子位纠错电路作为模块可用于五量子位纠错电路中,五量子位纠错电路作为模块可用于七量子位纠错电路中,以此类推。 少量子位纠错电路作为多量子位纠错电路的部分模块使用,可使得多量子位纠错电路设计简化,冗余位减少,使之量子代价较低。
量子光学 量子纠错 模块化 冗余量子位 quantum optics quantum error-correction modulation redundant qubits
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
量子可逆逻辑电路优化与综合主要研究在给定的量子门和量子电路的约束条件下，找到最小或较小的量子代价电路以实现所需电路逻辑功能。 量子逻辑真值表综合法是量子电路可逆逻辑综合中最有效的方法之一，包括正向综合、逆向综合和双向综合。推广和定义了横向汉明距离、 纵向汉明距离和交叉汉明距离，使用广义汉明距离提出了一种量子电路优化与综合的新方法。研究表明，此方法使量子逻辑电路得到了更好的优化。
量子信息 可逆逻辑综合 横向汉明距离 纵向汉明距离 交叉汉明距离 布尔函数 quantum information reversible logic synthesis lateral Hamming distance vertical Hamming distance cross Hamming distance Boolean function
