6、连续量子变量的隐形传态：原理与实现

连续量子变量的隐形传态：原理与实现

1. 量子隐形传态概述

量子力学为信息处理带来了独特能力，无论是计算还是通信领域。Bennett 等人的重大发现表明，量子态隐形传态成为可能，即“Alice”可将自旋 - 1/2 粒子的未知态通过传递 2 比特经典信息传送给“Bob”。这一神奇过程依赖于量子力学的非局域特性，也就是 Alice 和 Bob 共享纠缠量子态，并利用其非局域性完成传态。

此前的实验方案多涉及 SU(2) 中的二分变量，光学方案在进行 Bell 算符测量时效率较低。而近期通过参数下转换实现的隐形传态，仅在极少数后选择检测事件中成功。与之不同，本文的方案采用对应 SU(1,1) 操作的线性元件进行 Bell 态检测，有望实现接近单位绝对效率的先验隐形传态。

2. 连续变量隐形传态方案

2.1 基本原理

未知输入态由 Wigner 函数 (W_{in}(\alpha)) 描述，要传送到远程站点，输出态记为 (W_{out}(\alpha))。与自旋 - 1/2 粒子态隐形传态方案类似，Alice 和 Bob 预先共享一个沿路径 1 和 2 发送的纠缠态。在 SU(1,1) 方案中，该纠缠态的 Wigner 函数为：
[W_{EPR}(\alpha_1;\alpha_2) = \frac{1}{\pi^2} \exp{ - e^{2r}[(x_1 - x_2)^2 + (p_1 + p_2)^2] - r[(x_1 + x_2)^2 + (p_1 - p_2)^2]}]
其中 (\alpha_j = x_j + ip_j)，({x_j,p_j}) 为正则共轭变量，如描述大质量粒子的位置和动量，或电磁场的正交