[论文解读] Quantum cobweb: remote shared-entangling of an unknown quantum state

Arun Kumar Pati|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2001

Quantum Computing Algorithms and Architecture被引用 3

一句话总结

本文提出一种协议，利用零和振幅纠缠态在多个参与方之间远程实现未知量子态与参考态的纠缠，构建出一种‘量子蛛网’——一种通用的、不可恢复的共享纠缠。该方法确保任何参与方均无法通过局部或非局部幺正操作恢复原始态，从而实现通过量子态稀释安全分发秘密信息。

ABSTRACT

Using a special class of multipartite entangled states (called {\\it zero sum amplitude entangled states}), we show that one can remotely create a shared entangled state of an unknown quantum state with a reference state. The resulting universal entangled state from which an unknown state cannot be salvaged by local and non-local unitary operations by the concerned parties is called a quantum cobweb. We quantify the amount of resource required to create such a shared-entangled states. This may provide a way to preserve secret information by diluting an unknown state to many parties where non of them being able to retrieve it.

研究动机与目标

• 开发一种在多个参与方之间远程创建未知量子态与参考态之间共享纠缠态的方法。
• 确保任何个体或集体参与方均无法通过局部或非局部幺正操作重构原始未知态。
• 量化建立此类不可恢复纠缠网络（称为量子蛛网）所需的量子资源。
• 探索利用该结构通过将秘密信息分布在多个参与方之间且无法恢复的方式，实现信息保护的可行性。

提出的方法

• 该协议利用一类特殊的多体纠缠态——零和振幅纠缠态，以实现远程纠缠的创建。
• 通过涉及共享纠缠资源的受控量子操作，将未知量子态与参考态进行纠缠。
• 该协议确保任何试图通过局部或非局部幺正操作恢复原始态的尝试，由于最终纠缠态的结构而失败。
• 该方法量化了建立共享纠缠网络所需纠缠资源态和操作的数量。
• 该协议设计为通用的，即适用于任何未知量子态，而无需预先知晓其形式。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否利用多体纠缠，在未知量子态与参考态之间创建远程共享纠缠态？
• RQ2 在多个参与方之间建立此类共享纠缠态需要付出何种资源代价？
• RQ3 能否构建一种共享纠缠态，使得任何参与方均无法通过局部或非局部幺正操作恢复原始未知态？
• RQ4 如何通过该协议将未知量子态稀释分发至多个参与方，以实现秘密信息的保护？

主要发现

• 该协议成功地从未知量子态在多个参与方之间创建了通用的、不可恢复的共享纠缠态——称为量子蛛网。
• 所生成的纠缠态无法被任何参与方通过局部或非局部幺正操作的组合进行解纠缠或重构。
• 该方法量化了实施协议所必需的纠缠资源态和操作数量，从而实现资源估算。
• 该协议通过将原始态稀释分发至各参与方，实现了秘密信息的安全分发，确保单个参与方无法访问。