中文摘要：

量子非局域性是一种没有经典对应的现象，最近几年迅速发展起来的量子信息学就是以这种现象的应用为基础的。但人们对量子非局域性的本质还不是很清楚。一个系统的信息熵不仅反映了系统的不确定程度，也反映了系统经典信息的丢失。经典信息的丢失导致系统与非局域性有关的量，如纠缠的减少，反之经典信息的恢复可恢复系统减少的纠缠。这说明信息熵与非局域性有本质的联系。该项目将研究信息熵与非局域性的关系。首先研究信息熵和几个与非局域性有关的方向，如纠缠的提取、量子态的局域区分、Bell不等式的违背、隐形传态等的联系，再以信息熵为纽带研究这几个方向之间的内在联系。最后研究纠缠可能的新应用，即利用纠缠来恢复丢失的经典信息及增加最大热力学功输出。这些研究将会推动一些量子信息基本问题，如最有效的提取方案、态的局域区分等问题的解决，加深对量子非局域性等量子力学基本问题的理解。而且将可能发现纠缠在热力学中的新应用。

结论摘要：

本项目以信息熵为纽带，研究了与量子非局域性有关的几个问题，即纠缠的提取、正交量子态的局域区分、Bell不等式、量子态的远程传送和远程制备，并探索了信息熵在这些问题中的所起作用；研究了多粒子系统中粒子的量子相干性和粒子之间的纠缠对系统热力学规律的影响。得到了多个量子系统的一组正交态可局域可区分的一个必要条件，并提供了一个系统的办法去判断一组态是否能局域区；得到了用真正的多量子位的纠缠态作传送通道传送N个任意量子位态时，通道满足的充要条件及其中所需的经典信息量；对多种形式的远程传态和远程态制备，计算了其中的经典信息消耗；对局域性和实在性作了更详细的描述，提出了一个完全非局域的实在性理论并提出了在目前技术下可检验该理论的实验方案；首次提出了一类存在纠缠时的量子热机，并证明了对一个热力学系统，即使粒子之间存在纠缠，热力学第二定律仍然正确；得到了任意测量的具体实现步骤、所需辅佐空间的最少维数及其在量子态区分方面的应用；分别用单光子的路径－极化纠缠和经典关联态实验实现了态的远程制备。