15、量子超密集编码与量子隐形传态：原理、实现与验证

量子超密集编码与量子隐形传态：原理、实现与验证

1. 量子超密集编码

1.1 基本原理

在量子超密集编码中，Bob 接收 Alice 的量子比特（qubit 0），并使用自己的量子比特来逆转 Eve 创建的贝尔态过程。具体操作是，他先对第一个量子比特应用 CNOT 门，然后应用哈达玛门（H），最后对两个量子比特进行测量，以提取 Alice 量子比特中编码的 2 个经典比特。

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Gate	Outcome States	Details
CNOT	00 + 10 11 + 01 00 – 10 11 – 10	从步骤 2 中 Alice 的状态开始：00 + 11、10 + 01、00 – 11、10 – 11。若第一个比特为 1，CNOT 门会翻转第二个量子比特，从而得到第二列的状态。
H	00 01 10 –11	对最后一行的第一个量子比特应用哈达玛门会得到第二列的结果。当 Bob 在计算基态下进行测量时，他最终会得到四种可能的结果，每种结果的概率均为 1。这些结果与 Alice 在步骤 2 第一列中想要发送的内容相匹配。请注意，最后一个结果带有负号。不过，由于概率是通过振幅的平方计算得出的，所以 -1 会变为 1，这是正确的。