作为量子信息的核心技术，量子隐形传态无论在国内还是国外一直都是科学研究的热门课题，量子隐形传态在理论和实验方面都取得了非常大的发展，科学家们提出了量子隐形传态的各种方案[2]。在1997年，科学权威杂志《自然》报道了第一次完成量子隐形传态的实验，为量子通信的研究者们指明了方向。最近对受控量子隐形传态的研究、双向量子隐形传态的研究以及受控双向量子隐形传态的研究引起人们广泛的兴趣[3]。量子信息和量子计算迈向实用化的一个重要资源就是多量子比特纠缠态。中国科学技术大学的潘建伟院士领导的科研小组在量子纠缠实验方面做出一系列的出色工作，领跑世界。该组利用光学系统已经制备出六光子的纠缠态。今年，中科大潘建伟等首次实现了多自由度量子体系的隐形传态，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了基础。Dicke纠缠态是一种重要的多量子比特态，在量子信息过程中有重要的应用。本文将在详细了解量子隐形传态的原理与最新进展的基础上，将双向量子隐形传态进一步推广，提出基于Dicke纠缠态实现不同时的双向量子隐形传态的方案。

1.2量子隐形传态的原理

量子信息的信息单元是量子比特，由于在量子规律中，量子态满足叠加性： ，量子比特比经典比特携带更多的信息。量子测量会引起波函数的瞬间塌缩，得到与之相应的量子态。量子通信中的逻辑运算是各种么正变换，完成这些么正变换的元件为量子逻辑门，量子逻辑门可以用矩阵表示，其中Pauli矩阵是量子逻辑门中最简单的矩阵。用|0> 和|1>来描述双能级系统的两个量子态，且我们定义   ，下面我们来介绍几种简单的量子逻辑门：Pauli矩阵可表示为     ； 单位矩阵可表示为 ，这是一个恒等的操作。非门可以表示为 ，它对应的逻辑操作是 而这正是Pauli矩阵中的 。定义操作 ,它所用到的是Pauli矩阵中的 ，它可以让|0>和|1>矩阵改变相位π。Y操作可以这样定义 ，其中 为Pauli矩阵。

从Bennett等人提出的量子隐形传态方案[4]得到启示，下面简述量子隐形传态的实施原理。量子通讯的双方分别为信息发送者A和信息接收者B，他们可以相距任意远的距离， A和 B之间必须建立传递量子信息的量子通道，同时也要建立经典信息的传递信道即经典通讯信道。A对所要传输的粒子1的未知量子态  ，A与B之间共享量子纠缠态为                                （1）

A测量之前，系统的波函数

   （2）

又可以写成

其中四个贝尔态

    A对粒子1和粒子2进行Bell测量，会使波函数坍缩到粒子3对应的某个特定的量子态上。然后A和B之间通过经典信道， A将对粒子1和粒子2的测量结果传输给B，B依据A通过经典信道传输来的的测量结果对粒子3进行相应的幺正变换（ ）得到原先的粒子1的量子态，完成了量子隐形传态。量子隐形传态的过程我们可以用图1表示如下。

图1 量子隐形传态的时空示意图。

1997年，《自然》的一篇关于单一自由度量子隐形传态的实验验证的第一次报道，该工作入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”[5]。我们以此文献来说明量子隐形传态的实验。如图2所示，完全贝尔基矢的测量和区分是通过四个非线性晶体的和频来完成的。