量子关联在量子通信中的应用研究

Quantum correlation has vital important applications in quantum information processing, basic physical problems and quantum information theory. Therefore, it has attracted much attention from the worldwide researchers. In this project, we will study the application of quantum correlations in quantum communication. Particularly, we will study the application of quantum correlations in bipartite and multipartite quantum communication with or without involving environment. We will investigate the relations between quantum correlations and the physical quantities which are used to indicate the capacity of quantum communication. We also want to give physical interpretations to quantum correlations. Moreover, we will explore the role of quantum correlations in measuring the cost due to decoherence in quantum information processing. We hope our research will give theoretical advices for designing and proposing proposals of quantum communication with certain quantum correlations. These proposals must be more effective and functional or will be much more easily realized in practice. At the same time, the project has important application prospect because of the importance of quantum communication in the field of communication and much of the progress of quantum communication in experiment and in practice.

量子关联在量子信息处理、基本物理问题和量子信息基本理论中都有着至关重要的作用，引起了研究者强烈的兴趣。本课题拟研究量子关联在量子通信中的应用，具体来说，研究量子关联在两体系统和多体系统量子通信中的应用，以及存在环境的情形下量子关联在量子通信中的应用等三个方面的内容。考察量子关联与表征量子通信方案能力的物理量的关系表达式，尝试给量子关联这一抽象的物理量以物理解释，探索量子信息过程中量子关联在度量因退相干而付出的代价方面的重要作用。我们的研究将为设计、构造在一定的量子关联资源下更高效、更实用或者是更容易在实验和实际中实现的量子通信方案提供理论指导；同时，鉴于量子通信在通讯领域的重要性和目前在实验以及实际中的诸多进展，本课题的研究亦有重要的应用前景。

量子关联在量子信息处理、基本物理问题和量子信息基本理论中都有着至关重要的作用，引起了研究者强烈的兴趣。本项目研究了量子关联在量子通信中的应用。具体来说，研究了量子关联在两体系统和多体系统量子通信中的应用，以及存在环境的情形下量子关联在量子通信中的应用。. 我们给出了量子关联与表征量子通信能力的物理量的关系表达式，发现量子关联可以用来标识一维自旋链系统的量子相变；基于测量导致的扰动，定义了多量子比特系统量子关联的度量；提出了借助于环境测量的纠缠交换方案来实现纠缠纯化；预研了量子关联关系密切的量子相干性，给出了两体系统量子态的密集编码能力和子系统的量子相干性之间的约束关系，也给出了两量子比特系统量子态的隐形传态保真度和子系统的量子相干性之间的关系。. 在项目的支持与资助下，发表标注本项目支持的SCI科研论文6篇，出版专著2部。此外，发表SCI科研论文数篇，1篇处在审稿阶段。研究成果主要发表在Quantum Information Processing，Scientific Reports，Quantum Information & Computation，Physica Scripta和Journal of Experimental and Theoretical Physics等国内外期刊上。. 我们的研究将为设计、构造在一定的量子关联资源下更高效、更实用或者是更容易在实验和实际中实现的量子通信方案提供理论指导；同时，鉴于量子通信在通讯领域的重要性和目前在实验以及实际中的诸多进展，本项目的研究亦有重要的应用前景。