这是一篇用于同时进行双向量子隧穿的原创研究论文。论文作者为贝赫扎德·阿利普尔和阿赫迈德·阿胡德,发表于2024年的《理论物理国际杂志》。
本研究提出了一种新颖的双向量子隧穿协议,利用量子纠缠交换实现了爱丽丝和鲍勃之间EPR和GHZ量子态的同步隧穿。该协议充分利用了预先建立的6量子GHZ信道,通过采用CNOT门、单量子和双量子测量以及身份操作,确保了EPR和GHZ态的成功隧穿。相比于现有协议,该方案具有双向性和更高的效率优势。
研究过程包括以下几个步骤:
系统准备: 建立了一个由两对GHZ态组成的6量子信道,其中爱丽丝控制a1a2a3量子,鲍勃控制b1b2b3量子。
纠缠交换: 通过在a1a2a4和b1b2b4上分别施加CNOT门,实现了信道中纠缠态的转换。
测量: 爱丽丝和鲍勃首先在x基上测量a4和b4,然后在冯诺依曼基上测量a1a2和b1b2,共交换6个经典比特。
结果重构: 通过测量结果和适当的单量子门操作,爱丽丝和鲍勃成功重构出初始的EPR和GHZ态。
该协议在效率方面表现出色,达到83.3%,优于之前报道的其他协议。此外,量子纠缠交换技术的应用进一步提高了安全性和信息保真度。
通过该工作,量子隧穿技术在量子网络等领域的应用前景将进一步拓展。未来可以考虑将该方案推广至n量子隧穿,探索更广泛的应用可能性。