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纠缠交换对噪声下量子小世界网络纠缠渗流的影响

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量子电子学报 2018年第6期35卷 667-673页

作者：毛俊马雷华东师范大学物理与材料科学学院上海200241

采用生成函数和纠缠交换的方法,研究了混态情况下量子小世界网络的纠缠渗流.基于理论计算及数值模拟,分析了小世界网络归一化平均集团的大小和路径长度的关系.结果表明小世界网络在较短的路径下具有较大的平均集团.进一步阐明了量子小... 详细信息

采用生成函数和纠缠交换的方法,研究了混态情况下量子小世界网络的纠缠渗流.基于理论计算及数值模拟,分析了小世界网络归一化平均集团的大小和路径长度的关系.结果表明小世界网络在较短的路径下具有较大的平均集团.进一步阐明了量子小世界网络具有较大的聚类特性和较短的平均距离,发现平均集团随着保真度的增加而增大,且增大小世界网络的平均度可以降低信息传递所需的保真度.通过对混态进行纠缠交换.可提高最大纠缠态的保真度,说明纠缠交换可以优化量子小世界网络的纠缠渗流.

关键词：量子信息量子小世界网络纠缠渗流纠缠交换保真度平均集团

量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下的纠缠渗流

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量子电子学报 2017年第5期34卷 596-602页

作者：王语晗马雷华东师范大学物理与材料学院上海200241

通过在节点间建立成对纠缠态,构造了一个量子无标度网络.通过局域化纠缠交换的方式对网络中的节点进行随机攻击以及等概率地使网络中的节点发生蓄意故障,对比其纠缠渗流阈值变化。结果表明随机攻击下的阈值明显变小,蓄意故障下的阈值明... 详细信息

通过在节点间建立成对纠缠态,构造了一个量子无标度网络.通过局域化纠缠交换的方式对网络中的节点进行随机攻击以及等概率地使网络中的节点发生蓄意故障,对比其纠缠渗流阈值变化。结果表明随机攻击下的阈值明显变小,蓄意故障下的阈值明显增大,体现了量子无标度网络的鲁棒性与脆弱性;纠缠浓缩下的量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下仍具有鲁棒性与脆弱性,但较纠缠浓缩前的鲁棒性变弱,说明真实网络具有较好的鲁棒性。

关键词：量子信息量子无标度网络纠缠渗流鲁棒性脆弱性纠缠浓缩

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混态下量子小世界网络的纠缠渗流

混态下量子小世界网络的纠缠渗流

作者：毛俊华东师范大学

学位级别：硕士

我们通过生成函数和纠缠交换的方法研究了混态情况下小世界网络的纠缠渗流,通过理论计算和数值模拟,分析了小世界网络平均集团的大小和路径长度的关系,可以得出小世界网络在较短的路径下具有较大的平均集团的结论,并进一步阐明量子小世... 详细信息

我们通过生成函数和纠缠交换的方法研究了混态情况下小世界网络的纠缠渗流,通过理论计算和数值模拟,分析了小世界网络平均集团的大小和路径长度的关系,可以得出小世界网络在较短的路径下具有较大的平均集团的结论,并进一步阐明量子小世界网络同样具有较大的聚类特性和较短的平均距离。我们还发现随着保真度的增加,平均集团将增大;可以通过增大小世界网络的平均度来降低信息传递所需的保真度。最后,我们通过对混态进行纠缠交换,能够提高最大纠缠态的保真度,说明纠缠交换可以优化量子小世界网络的纠缠渗流。我们先建立一个量子小世界网络,和经典小世界网络相比,网络的节点相当于量子中继器,它可以储存、处理和发送量子信息。量子信息传递的关键是制备远距离传输的量子纠缠态,在制备和传输过程中由于噪声环境等因素的影响,量子态在退相干作用下将会演化成混合纠缠态。考虑到这种情况,所以网络中的边由混合纠缠态连接。在量子小世界网络中,在任意两个节点之间将以混合纠缠态建立量子通信信道,如果从混合纠缠态中以一定概率提取最大纠缠态时,我们就说在量子网络中实现了的纠缠渗流。我们研究了不同网络模型下的网络平均集团和路径的关系,通过理论计算和数值模拟,发现量子小世界网络在相同的路径下具有更大的平均集团,网络中几乎所有的点都能实现信息的传递。在量子信息远程传输的过程中,随着传播路径的增加,对从混合纠缠态获取最大纠缠态的保真度要求也较高。我们用数值模拟的方法,研究了量子小世界网络的平均集团和保真度的关系,发现随着保真度的增加,网络的平均集团将增大,但平均集团的最大值保持不变。进一步发现,通过改变小世界网络的平均度来改变网络的拓扑结构,可以达到降低信息远距离的最大纠缠态的保真度。最后,我们借助量子纠缠交换操作,通过调节量子态中的参数,发现可以改变最大纠缠态的保真度。并且在参数选取特定的值时,能提高最大纠缠态的保真度。说明纠缠交换可以优化量子网络的纠缠渗流。

关键词：量子小世界网络纠缠渗流纠缠交换平均集团保真度

量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下的纠缠渗流

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量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下的纠缠渗流

作者：王语晗华东师范大学

学位级别：硕士

我们通过在节点间建立成对纠缠态,构造了一个量子无标度网络模型。对量子无标度网络模型分别进行两类量子操作:通过局域化纠缠交换的方式对网络中的节点进行随机攻击,以及等概率地使网络中的节点发生蓄意故障。本文研究了这两种情况下... 详细信息

我们通过在节点间建立成对纠缠态,构造了一个量子无标度网络模型。对量子无标度网络模型分别进行两类量子操作:通过局域化纠缠交换的方式对网络中的节点进行随机攻击,以及等概率地使网络中的节点发生蓄意故障。本文研究了这两种情况下渗透阈值的变化,以考察量子无标度网络的鲁棒性与脆弱性。另外,发现处于纠缠浓缩下的量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下仍具有鲁棒性与脆弱性。首先,我们建立了一个量子无标度网络模型,在任两个节点间以一对部分纠缠态作为进行信息传递的通道,那么当部分纠缠态以一定的概率成功转化为最大纠缠时,即实现了量子通讯。我们利用生成函数,以边渗透的形式分析这种变化,并且对网络中的纠缠态进行局部操作,使网络中的拓扑结构随之变化,通过理论分析和数值模拟发现纠缠渗流的阂值与无标度网络的截断系数有关。截断系数越大,量子操作后的纠缠阂值越低,信息传递的成功率越大。其次,通过点渗透模型,分别讨论了随机攻击和蓄意故障对量子无标度网络的影响。在进行了随机攻击后,网络中的纠缠阈值明显变低,这体现了量子无标度网络的鲁棒性的一面;在进行了蓄意故障后,网络中的纠缠阈值相对变高,这从另一个方面体现了量子无标度网络的脆弱性的一面。最后,由于现实中的网络在传输中会发生信息丢失的现象,我们进一步探究了在纠缠浓缩下,通过理论分析和数字模拟,研究了量子无标度网络在随机攻击和蓄意故障仍存在鲁棒性与脆弱性两个方面。进一步证明了,量子操作仍能实现真实网络的鲁棒性。

关键词：量子无标度网络纠缠渗流鲁棒性脆弱性纠缠浓缩

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复杂网络中的量子纠缠渗流

复杂网络中的量子纠缠渗流

作者：周磊苏州大学

学位级别：硕士

近年来，随着量子信息科学的快速发展，量子通信和量子计算的实用化研究受到人们的极大关注。量子通信和量子计算中的量子比特需要在量子网络进行传输，量子网络大范围实用化的关键是制备远距离的量子纠缠态。本文从理论上研究了小世界... 详细信息

近年来，随着量子信息科学的快速发展，量子通信和量子计算的实用化研究受到人们的极大关注。量子通信和量子计算中的量子比特需要在量子网络进行传输，量子网络大范围实用化的关键是制备远距离的量子纠缠态。本文从理论上研究了小世界网络中的长程量子纠缠态的制备。由于量子态的退相干、环境中的噪声等方面的影响，随着传输距离的增加，量子纠缠态极易受到干扰而快速衰减掉。为了解决长距量子传输中纠缠态衰减的问题，人们引入了量子中继器和量子网络的概念。量子中继器提供了远程量子态的放大和储存，而以量子中继器为节点，节点之间共享一对或多对量子纠缠态，从而构成了量子网络。将部分纠缠态以“转化概率”转化为最大纠缠态，从而建立起两个节点之间的量子信道。如果能够在较远距离的任意节点之间实现量子纠缠态的制备和传递，就能够将这些节点连通起来，构建实用的量子网络。在本文中，通过提出纠缠渗流的方法优化网络中量子纠缠态传输的方案。将远距离量子纠缠态的制备和传递问题，转化为量子网络的纠缠渗流问题，而纠缠渗流的阈值“threshold”标志着量子纠缠态传输所需要的最少资源。不改变网络结构的纠缠渗流，即经典纠缠渗流（CEP），在提升网络中量子纠缠态传输方面的潜力有限。通过在经典纠缠渗流协议中引入局域化的量子操作—“q-swap”，就得到了量子纠缠渗流协议（QEP）。发现“q-swap”操作后的QEP的阈值略低于CEP的情况，并讨论了其产生的原因。在分析了“q-swap”的操作原理后，针对“q-swap”操作的局限性对其进行了扩展和改进，将改进后的量子操作称为“target-swap”操作。讨论了在不破坏原有网络结构的基础上，进行“target-swap”量子操作的情况。研究结果表明，在采用“target-swap”操作后，在长程量子纠缠态制备和传输的性能方面，QEP的阈值明显低于CEP，即QEP的性能明显优于CEP。而不同的“swap”操作策略，以及节点间不同的纠缠量子对数目，都对阈值“threshold”产生明显的影响。在文中讨论了上述现象产生的原因。

关键词：纠缠渗流量子网络小世界网络

具有真实Internet拓扑结构的量子网络中的纠缠渗流

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科技资讯 2012年第32期10卷 1-1页

作者：吴敏苏州农业职业技术学院江苏苏州215008

本文研究了真实互联网结构中纠缠渗流协议的适用性。假设目前的互联网可以直接用于量子领域且链接是纯态非最大纠缠态,纠缠渗流协议可以提供一种远距离纠缠制备的新方法。纠缠渗流协议的实用性主要依赖于无标度的度分布和高聚集性,在许... 详细信息

本文研究了真实互联网结构中纠缠渗流协议的适用性。假设目前的互联网可以直接用于量子领域且链接是纯态非最大纠缠态,纠缠渗流协议可以提供一种远距离纠缠制备的新方法。纠缠渗流协议的实用性主要依赖于无标度的度分布和高聚集性,在许多天然的和人造的网络中,无标度和高聚集性经常可以被观察到,譬如Internet网络。本文研究的结果表明真实互联网的拓扑结构在纠缠制备中可以发挥重要作用。

关键词：纠缠渗流复杂网络聚集性

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局部纠缠交换对量子随机网络鲁棒性的影响

量子电子学报 2015年第6期32卷 699-705页

作者：张万航马雷华东师范大学理论物理研究所上海200241

利用纠缠渗流的方法,在量子随机网络中任意两个节点间建立远距离纠缠态,同时进行了局部纠缠交换的操作。通过此操作改变了网络中局部节点间的连接情况,也使整个网络的拓扑结构发生变化。重点探讨了局部操作对量子随机网络鲁棒性的影响,... 详细信息

利用纠缠渗流的方法,在量子随机网络中任意两个节点间建立远距离纠缠态,同时进行了局部纠缠交换的操作。通过此操作改变了网络中局部节点间的连接情况,也使整个网络的拓扑结构发生变化。重点探讨了局部操作对量子随机网络鲁棒性的影响,这种影响通过纠缠渗流的阈值变化情况来体现。通过理论分析和数值模拟,发现有操作时度大的节点数目明显增多,遭受随机攻击后的阈值变化也较小。这说明进行局部纠缠交换操作能够大幅度提高量子网络受到攻击后的连接鲁棒性。

关键词：量子信息量子随机网络纠缠渗流纠缠交换鲁棒性

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局部纠缠交换对量子网络鲁棒性的影响

局部纠缠交换对量子网络鲁棒性的影响

作者：张万航华东师范大学

学位级别：硕士

我们利用纠缠渗流的方法,在量子通信网络中任意两个节点间建立远距离量子纠缠态。这种方法能够有效的解决量子纠缠态随着距离的增加成指数衰减的问题。根据量子通信网络中操作情况把纠缠渗流为两类：没有操作的经典纠缠渗流和有操作的... 详细信息

我们利用纠缠渗流的方法,在量子通信网络中任意两个节点间建立远距离量子纠缠态。这种方法能够有效的解决量子纠缠态随着距离的增加成指数衰减的问题。根据量子通信网络中操作情况把纠缠渗流为两类：没有操作的经典纠缠渗流和有操作的量子纠缠渗流。本文的量子纠缠渗流是指网络中有局部纠缠交换操作后的纠缠渗流。我们利用量子随机网络模型,具体探究了两种情况下纠缠渗流的阈值变化,并主要探究了两种情况下量子通信网络的鲁棒性变化。首先,我们构建了量子随机网络模型。在网络中节点间的边是一对两量子比特的部分纠缠态,这些态是以一定概率转化为最大纠缠态。文中将利用边渗流的模型分析这种转化。同时在网络的局部进行一定的纠缠交换,这将使网络的拓扑结构发生改变。通过理论分析和数值模拟,发现纠缠渗流的阈值与网络的平均度有关,进行局部纠缠交换操作后的纠缠渗流阈值比较低,并且对度为平均度的节点进行操作时的阈值最低。这将有利于量子通信网络的构建成功。其次,我们利用点渗流模型分析了量子通信网络的鲁棒性。当网络节点遭受随机攻击时,虽然两种纠缠渗流的阈值都将明显降低,但是经过局部纠缠交换操作后的阈值变化相对较小。这说明局部纠缠交换可以提高网络的鲁棒性。同时还发现随着攻击强度的增加,经过操作后的网络鲁棒性比无操作时强的越明显。这将有助于量子通信网络抗攻击方案的设计。最后,本文分析了局部纠缠交换操作提高量子通信网络鲁棒性的根本原因。通过对网络度分布的分析,发现经过操作后网络中度大的节点明显增多。度大的节点越多,网络抵抗随机攻击的鲁棒性越强。

关键词：量子随机网络纠缠渗流纠缠交换鲁棒性