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量子克隆的逻辑网络及其物理实现研究

作　者: 孟凡宇
导　师: 朱爱东
学　校: 延边大学
专　业: 光学
关键词: 量子克隆非克隆原理量子逻辑网络腔QED 量子纠缠
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 33次
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内容摘要

量子非克隆理论禁止完美地克隆任意未知量子态,这是量子力学线性的结果.因此对量子态进行近似克隆已成为人们关注的焦点.本文主要基于量子逻辑网络和腔QED技术提出了几种类型量子克隆和量子远程克隆方案.主要研究成果如下：(1)由于量子逻辑网络具有在多种系统中实现的优点,我们提出了利用量子逻辑网络实现两比特纠缠态的最优普适、相位协变和经济型相位协变远程克隆方案.通过选择不同的参数能利用同一个量子网络实现多种远程克隆的通道.由于量子网络都是由单比特和两比特操作组成,使方案具有实验可行性.(2)基于腔QED技术提出了1→M的经济型相位协变量子克隆和远程克隆方案.利用N个三能级原子在经典场的辅助下与腔非均衡相互作用实现了1→M的经济型相位协变量子克隆.结合局域操作,可制备两种远程克隆通道：最大W态和非最大W态.用这两种通道分别执行远程克隆时,我们发现,如果输入态的范围是已知的话,可以通过选择更好的通道而获得较高保真度和成功几率的远程克隆.因此本方案在制备量子通道和提高保真度方面是更加有效的.(3)基于腔QED技术实现了1→M的相位协变量子克隆翻转.方案分别利用N个原子与腔均衡的、非均衡的相互作用,分别用一步即可实现N粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)态和W态,利用制备W态的演化过程还可以一步实现1→M的相位协变克隆翻转.此方案是基于大失谐条件,原子的激发态可以绝热消除.由于腔初始处于真空态,因此方案对腔的衰减不敏感.所以方案在当前的技术下是可行的.以上研究成果为量子信息的有效提取提供了可靠的理论依据,对量子克隆实验研究具有理论指导意义和重要的参考价值.

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-14
第一章引言  14-18
第二章量子克隆理论简介  18-25
  2.1 近似量子克隆  18-23
    2.1.1 最优普适量子克隆  20
    2.1.2 最优相位协变量子克隆  20-21
    2.1.3 最优经济型相位协变量子克隆  21-23
  2.2 量子远程克隆  23-25
第三章基于量子逻辑网络实现两比特纠缠态远程克隆  25-38
  3.1 1→2最优普适和相位协变远程克隆  25-32
    3.1.1 远程克隆量子通道的量子逻辑网络  25-28
    3.1.2 远程克隆  28-31
    3.1.3 量子三方远程克隆  31-32
  3.2 1→2经济型相位协变量子远程克隆  32-37
    3.2.1 经济型量子远程克隆通道的量子逻辑网络  32-34
    3.2.2 远程克隆  34-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章腔QED实现1→M经济型相位协变克隆和克隆翻转  38-56
  4.1 1→M的经济型相位协变量子克隆和远程克隆  39-48
    4.1.1 1→M经济型相位协变量子克隆  39-41
    4.1.2 1→M经济型相位协变量子远程克隆  41-47
    4.1.3 讨论  47-48
  4.2 腔QED实现1→M的相位协变克隆翻转  48-54
    4.2.1 原子与腔耦合系统  48-50
    4.2.2 制备多粒子GHZ态  50-52
    4.2.3 制备多粒子W态和实现1→M的相位协变量子克隆翻转  52-53
    4.2.4 实验可行性分析  53-54
  4.3 本章小结  54-56
第五章结论  56-57
参考文献  57-64
致谢  64-66
攻读硕士学位期间发表论文目录  66-67

量子克隆的逻辑网络及其物理实现研究

内容摘要

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