量子克隆

量子克隆是一个过程，它需要一个任意的，未知的量子状态并进行精确的复制，而不会以任何方式改变原始状态。如无克隆定理所示，量子力学定律禁止进行量子克隆，该定理指出没有克隆任何任意状态的操作。

尽管不可能进行完美的量子克隆，但有可能执行不完美的克隆，因为这些拷贝具有非单位保真度。Buzek和Hillery首先讨论了近似量子计算的可能性，并从克隆的量子态的保真度推导了理论界限。

量子克隆的应用之一是分析量子密钥分发协议的安全性。隐形传态、核磁共振、量子放大和卓越的相位共轭是用于实现量子克隆机的某些方法的示例。离子捕获技术已应用于克隆离子的量子态。

在闭合的类似时间的曲线的存在下，有可能将量子态克隆到任意精度。

近似量子克隆的简单基础存在于xxx和第二个琐碎的克隆策略中。在xxx个琐碎的克隆中，在一定基础上随机地对一个量子位进行测量，并产生两个拷贝的量子位。此方法的通用保真度为2/3。

第二种平凡的克隆策略，也称为“平凡的扩增”，是一种方法，其中原始量子位保持不变，而另一个量子位以不同的正交状态制备。当测量时，两个量子位具有相同的概率1/2（检查），整体单拷贝保真度为3/4。

量子信息由于其固有的加密特性，因此在密码学领域很有用。一种这样的机制是量子密钥分配。在此过程中，鲍勃接收了爱丽丝（Alice）发送的量子状态，其中存储了某种类型的经典信息。然后，他执行随机测量，并使用爱丽丝提供的最少信息，可以确定他的测量是否“良好”。然后将此度量转换为密钥，可以在其中存储和发送私有数据，而不必担心信息被盗。

这种加密方法如此安全的原因之一是，由于无克隆定理，它不可能被窃听。第三方Eve可以使用非相干攻击来尝试观察从Bob传输到Alice的信息。由于无克隆定理，夏娃无法获得任何信息。但是，通过量子克隆，这不再完全正确。

不连贯的攻击涉及第三方将一些信息获取到Bob和Alice之间传输的信息中。

这些攻击遵循两个准则：

1）第三方夏娃必须单独行动并与所观察到的状态匹配

2）夏娃对行进状态的测量发生在筛选阶段之后（处于不匹配碱基的移除状态），但在和解之前（将爱丽丝和鲍勃的弦放回）。由于量子密钥分发的安全性，即使具有与鲍勃和爱丽丝一样多的信息，夏娃也将无法解密密钥。这些被称为不连贯攻击，因为随机，重复的攻击会产生夏娃找到密钥的xxx机会。

虽然经典的核磁共振是当核暴露在强磁场中时，核以共振频率发射电磁辐射的现象，并且在成像技术中大量使用，量子核磁共振是一种量子信息处理（QIP）。原子核之间的相互作用允许量子逻辑门（例如CNOT）的应用。

一项量子NMR实验涉及将三个量子位通过一个电路，然后将它们全部纠缠在一起。第二个和第三个量子位以5/6的保真度转化为xxx个量子位。

另一个应用允许改变信噪比，该过程既增加了信号频率又降低了噪声频率，从而使信息传输更加清晰。这是通过极化转移完成的，极化转移可以将信号的高极化电自旋的一部分转移到目标核自旋。

NMR系统允许应用量子算法，例如Shor因式分解和Deutsch-Joza算法。

受激发射是一种通用的量子克隆机，它在三级系统上起作用：一个地和两个简并通过正交电磁场连接。该系统能够通过激发能级之间的电子来发射光子。由于系统的随机性，光子以不同的偏振态发射，但是发射类型的可能性对于所有人都是相同的，这就是使它成为通用克隆机的原因。过将量子逻辑门集成到受激发射系统中，该系统能够产生克隆态。

远程克隆是量子隐形传态和量子克隆的结合。此过程使用正算值进行测量，xxx纠缠态和量子隐形传态在本地和远程创建相同的副本。单独的量子隐形传态遵循“一对一”或“多对多”方法，其中一个或多个状态从爱丽丝传输到远程位置的鲍勃。Teleclone的工作方式是首先创建状态的局部量子克隆，然后通过量子隐形传态将其发送到远程位置。这项技术的好处在于，它消除了通常由量子信道退相干引起的传输错误。