确定性极化W态的纠缠提纯
王硕1，王萍1，赵志胜1，王兴华2
【摘 要】摘要：本文针对W纠缠态提出了一种确定性纠缠提纯方案.本文通过线性光学技术作为基础例如PBS、HWP等，同时利用交叉卡尔非线性技术检测量子数，并借助组合多种自由度，克服了普通方案共有单一极化自由度的缺陷，实现了W态的提纯，又在理论上计算出成功率为百分之百，具有高效可行性.
【期刊名称】赤峰学院学报（自然科学版）【年(卷),期】2014(000)014【总页数】3
【关键词】W态；纠缠；极化提纯；自由度
量子纠缠态是量子信息处理中的一大重要资源，并广泛应用于量子通信的各个领域，然而量子在传输过程中由于量子系统受到环境噪声的影响，最大纠缠态将会减弱，无法高效传输信息.为此早在1996年，Bennett等人[1]提出了一个最早的纠缠纯化协议(Entanglement Purification
Protocol,即EPP)来对Werner态进行提纯[2],协议中主要采用量子受控非门(CNOT)与双向幺正操作来实现提纯.然而这只是一种理论上的提纯方案，因为在当时的科技水平下，量子控制非门无法完美的实现，甚至直到现在也无法做到.随后,Deutsh等人[3]利用两个附加的特定酉性操作进一步完善了之前的纠缠纯化协议.在2000年，史保森等人[4]提出了一种基于纠缠交换的提纯方法，该方法主要通过将两个纠缠对中的粒子进行纠缠交换，来实现提纯.2002年,Simmon等人[5]提出一种新的EPP协议，该协议采用了一种目前可用的参量下转换(PDC)源,而不是一个理想的纠缠源.该协议利用了量子的空间纠缠特性来实现对极化纠缠的提纯，这似乎也是第一个使用空间模来对极化态进行提纯的协议.2003年,潘教授带领的团队[6]在实验中证明了Simmon所提出协议的可行性.2008年，邓富国等人提出了一种基于PDC源的高效EPP协议[7].然而,交叉卡尔非线性结构太细微的性质,增加了困难实施这EPP协议的难度.2008年,肖立等人[8]提出了一种基于频率纠缠的EPP方案.2010年，D.Salart,O.Landry,N. Sangouard等人[9]提出了一种基于线性光学组件的双空间模式间共享的单光子纠缠提纯方案，2011年，Denis Gont，Peter van Loock等人[10]创新的利用原子与光子腔链的方式，实现了对W态的提纯.
本文中我们提出了一种针对W态的高效可行的确定性纠缠提纯方案，该方案以PBS、HWP等线性光学技术为框架，并辅以交叉卡尔非线性技术实现量子数检测，同时借助空间自由度等多种自由度的组合，克服了单一极化自由度的缺陷，实现了W态的高效提纯，并且理论上成功率为百分之百.
1 W态基本状态与传输分析
三粒子极化纠缠W态可以表述如下：
确定性极化W态的纠缠提纯
