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利用受激拉曼绝热技术实现非局域量子受控相位门及制备高维纠缠态

作　者: 汤耀祥
导　师: 林秀敏
学　校: 福建师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 腔QED 受激Raman绝热技术受控相位门高维纠缠态
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
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内容摘要

量子信息科学是量子力学与信息学交叉形成的一门边缘学科。近年来,量子信息学给经典信息科学带来了新的机遇和挑战,量子的相干性和纠缠性给计算科学带来迷人的前景。量子信息科学的诞生和发展,反过来又极大丰富了量子理论本身的内容,深化了量子力学基本原理的内涵,并进一步验证了量子论的科学性。量子受控相位门是实现量子计算的基本逻辑门,特别是多Qubit的非局域量子受控相位门,对量子通讯和分布式量子计算起着至关重要的作用。量子纠缠态,特别是高维的量子纠缠态,对验证量子理论的非局域性以及增强量子密码的安全性有重要的作用。腔QED是实现量子信息处理过程的重要物理系统,受激Raman绝热技术是进行量子信息处理的重要技术。因此,研究基于腔QED和受激Raman绝热技术实现多比特量子受控相位门和制备高维纠缠态具有重要的理论和实际意义。本文的主要工作有:1、基于腔QED和受激Raman绝热技术实现三Qubit非局域量子受控相位门。这个方案结合了绝热通道的优势和光纤连接光腔的可扩展性。利用绝热通道和适当控制原子和腔场耦合,原子的自发辐射、腔衰减以及光纤损耗被有效地抑制,使得该方案对这些消相干效应具有鲁棒性。2、将实现三Qubit非局域量子受控相位门的方案扩展至实现任意n个Qubit非局域量子受控相位门。和把多比特门分解为基本门的方案相比,多比特受控相位门的直接实现既节省了物理资源,又减少了实验难度,并且大大缩短了操作时间,这对克服消相干效应是非常重要的。3.基于受激Raman绝热技术和光纤实现光学腔之间耦合的模型,我们制各了两个腔模的高维纠缠态。在制备两个腔模高维纠缠态的过程中,光纤模、原子激发态几乎没有布居数,从而有效避免了原子自发辐射以及光纤损耗这种消相干所带来的影响,且不需要精确控制原子与腔场的相互作用时间。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-5
中文文摘  5-6
目录  6-7
绪论  7-15
  一、课题背景  7
  二、量子受控相位门  7-8
  三、量子纠缠态  8-10
  四、量子受控相位门和量子纠缠态的物理实现  10-15
第一章基于绝热技术实现局域量子门  15-23
  第一节基本模型  15-16
  第二节局域单比特门的实现  16-19
  第三节局域受控么正门的实现  19-23
第二章利用受激Raman绝热技术实现非局域多比特量子受控相位门  23-37
  第一节光纤连接的光腔间的耦合  23-25
  第二节三比特非局域量子受控相位门的实现  25-30
  第三节多比特非局域量子受控相位门的实现  30-34
  第四节讨论和总结  34-37
第三章利用光纤导致光腔间的耦合和绝热技术制备腔模高维纠缠态  37-45
  第一节高维纠缠态简介及制备腔模高维纠缠态的基本模型  37-39
  第二节腔模高维纠缠态的制备  39-43
  第三节讨论与总结  43-45
第四章结论  45-47
参考文献  47-54
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  54-55
致谢  55-56
个人简历  56

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