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量子信息科学的研究包括量子计算和量子通信两个方面，这两个方面都是以量子力学为基础的。在海森堡的矩阵力学中，量子力学可以完全由矩阵来描述，矩阵在量子力学中有着举足轻重的地位。置换矩阵是初等矩阵，形式简单；也是幺正矩阵，可在物理上实现。所以，置换矩阵必然在量子信息中有着重要的应用。本文致力于置换矩阵在量子信息科学(包括量子计算和量子通信)中应用的研究。主要内容有：
一、量子信息和置换矩阵的概述(第一章)。
二、置换矩阵在密集编码中的应用(第二章)。我们把置换矩阵所对应的幺正操作作用到量子态上来进行密集编码，这种编码方式不仅简单、规律性强，而且信息传输量大，物理实现的潜力大。
三、置换矩阵在决定性纠缠凝聚中的应用(第三章)。根据优化理论，利用置换矩阵来构造一组POVM，再利用POVM操作来实现纠缠凝聚。
四、置换矩阵在利用纠缠凝聚来制备GHZ态中的应用(第四章)。把纠缠凝聚的应用做进一步的推广，利用纠缠凝聚理论来制备多粒子GHZ态。
五、置换矩阵在局域纯态转化中的应用(第五章)。根据优化理论构建POVM来实现从一个纯态向另一个纯态的转化。
我们发现，通过对置换矩阵的深入分析，会使我们对量子信息的研究更加系统化和规律化，让我们容易透过物理现象看透其数学本质。