19、量子纠缠与量子协议：从加密到密钥分发

量子纠缠与量子协议：从加密到密钥分发

1. 量子态与协议基础

在量子通信的场景中，存在着一系列有趣的操作和状态变化。当Alice完成某些操作后，Bob对他的量子比特应用哈达玛门（Hadamard gate）。此时，系统的状态会根据Alice的测量结果呈现为以下四种状态：
- $\frac{1}{\sqrt{2}}|00\rangle[|0\rangle(\alpha|0\rangle + \beta|1\rangle) + |1\rangle(\alpha|0\rangle - \beta|1\rangle)]$
- $\frac{1}{\sqrt{2}}|01\rangle[|0\rangle(\beta|0\rangle + \alpha|1\rangle) + |1\rangle(\beta|0\rangle - \alpha|1\rangle)]$
- $\frac{1}{\sqrt{2}}|10\rangle[|0\rangle(\alpha|0\rangle + \beta|1\rangle) + |1\rangle(\alpha|0\rangle - \beta|1\rangle)]$
- $\frac{1}{\sqrt{2}}|11\rangle[|0\rangle(-\beta|0\rangle + \alpha|1\rangle) + |1\rangle(-\beta|0\rangle - \alpha|1\rangle)]$

随后，Bob测量他的量子比特并公布结果。对于上述每种状态，系统会发生坍缩。而Charlie需要根据不同的测量结果，对他的量子比特应用相应的量子门，以使其达到Alice想要传送给Charlie的状态$\alpha|0\