超纠缠态理论及其在远程量子通信中的应用研究

超纠缠态是一种新型的量子纠缠态，和普通单自由度纠缠态不同，它同时在几个自由度上纠缠。超纠缠态的研究是当前国际物理关注的一个热点。为此，我们将开展以下两个方面的研究：.(1).超纠缠态在远程量子通信中的应用。我们尝试建立新型的量子纠缠信道，即超纠缠态量子信道，利用超纠缠态实现远程量子通信。同时，我们结合原子系综等存储设备，对远程量子通信的各个环节例如，纠缠交换，纯化等等展开研究。.（2）对超纠缠态本身展开研究。由于其不同于普通纠缠态，因此对它自身的纠缠性质的研究也是一个非常好的研究方向，例如纠缠的退相干，度量等等。为此，我们将展开就超纠缠态自身性质的研究，从而更好的揭示纠缠的物理图像，本质及其一般规律。

量子纠缠是量子信息领域的核心。在项目支持下，提出了利用超纠缠态实现多粒子的一步的确定的纠缠纯化方案；利用时间片段纠缠实现确定、高效的纠缠纯化方案；以及实现了复合纠缠态的纠缠纯化方案，推进和扩展了量子纠缠纯化的研究；提出了基于单粒子辅助实现极化纠缠贝尔态的浓缩的新方法，大大提高了浓缩效率，节省了浓缩资源；实现了任意系数的W态纠缠浓缩方案，得到了一批有实用价值的纠缠浓缩方案；提出了保护单光子纠缠、单光子多模W态的量子态放大方案，以及单光子复合纠缠的贝尔态分析的方案。在项目支持下，共发表SCI学术论文28篇，其中项目主持人第一或者通信作者26篇，论文被引用300多次，有四篇论文入选ESI高被引论文。