学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

量子隐形传态及其在离子阱体系中的物理实现

作　者: 刘大明
导　师: 郑亦庄
学　校: 温州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 量子隐形传态 判据 纠缠匹配 离子阱 控制相位门
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 67次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着量子物理学与信息科学的发展和结合,利用量子物理学的基本原理发展信息科学,突破经典信息技术的物理极限,一门新兴交叉学科就此诞生了,这门学科就是量子信息。量子信息技术可以完成经典信息技术无法突破的新的信息处理任务,因而得到世界各国的高度重视和激起学术界的巨大兴趣,量子信息以不可抵挡之势而迅速发展起来。纠缠是量子力学最为独特的特征,也是量子信息的核心。量子纠缠最著名的应用之一就是量子隐形传态。量子隐形传态对于量子计算和量子通信的发展具有重要而广泛的作用。自从1993年Bennett等人提出了标准的量子隐形传态以来,量子态的隐性传递理论近年来得到迅速而广泛地推广,在实验上也取得了突破性进展。在时代的推动下,自然科学界,特别是物理和信息科学界致力于寻找一些合适的物理系统来实现量子信息技术。自从Cirac提出在离子阱系统上实现量子计算的理论方案以来,在离子阱系统中研究量子信息处理任务引起广泛关注,至今全世界专门研究离子阱体系中实现量子计算的研究小组不少于25个。本论文的主要工作可分为两个方面:第一个方面,在量子隐形传态理论研究方面,提出了量子隐形传态的判据,以及测量基和量子通道之间的纠缠匹配问题。1.本文中提出的量子隐形传态的判据,一方面对近年来文献中所提出的量子隐形传态方案能够作出总体性概括;另一方面也为量子隐性传态方案的设计给出了较为明确的原则。2.从理论上,初步探讨了最大纠缠态的一些特征,特别是提出了二组化最大纠缠态的纠缠结构概念,在这个基础上提出隐形传态的测量基和量子通道之间的纠缠匹配问题。其中,最重要的创新之处是:提出了纠缠结构匹配概念。换言之,本文把纠缠匹配分为纠缠度的匹配和纠缠结构的匹配两个方面,纠缠度的匹配决定是否存在纠缠资源浪费;纠缠结构的匹配决定是否存在纠缠结构残留。第二个方面,在离子阱体系里着重探讨量子隐形传态的物理实现。笔者先介绍了离子阱体系的物理基础和实验基础,然后给出笔者所做的工作。1.利用S?rensen和M?lmer的热离子量子计算模型构建了一个控制相位门。2.在上面的基础上,利用S?rensen和M?lmer的热离子量子计算模型设计了通过真正四离子纠缠态作为量子通道传递任意二离子态的隐形传态理论方案。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 量子信息与量子隐形传态  7-9
    1.1.1 量子信息概述  7-8
    1.1.2 量子隐形传态  8-9
  1.2 量子信息物理实现与量子阱方案  9-11
    1.2.1 量子信息物理实现  9-10
    1.2.2 离子阱方案  10-11
  1.3 本文研究目的和内容  11-13
第二章 量子隐形传态的理论研究  13-30
  2.1 有关量子隐形传态的两个重要概念  13-17
    2.1.1 量子门——基本逻辑门及多位门  13-15
    2.1.2 量子纠缠（二组化）最大纠缠态  15-17
  2.2 标准量子隐形传态方案简介  17-19
  2.3 量子隐形传态判据  19-26
    2.3.1 量子隐形传描述判断算符  19-21
    2.3.2 一般判据  21-23
    2.3.3 特殊判据  23-24
    2.3.4 量子隐形传态判据运用举例  24-26
  2.4 量子隐形传态测量基与量子通道之间的纠缠匹配问题  26-30
    2.4.1 判断算符计算举例  26-27
    2.4.2 纠缠结构的匹配  27-28
    2.4.3 纠缠度的匹配  28-30
第三章 量子信息领域里的离子阱体系  30-39
  3.1 离子阱体系的物理基础  30-36
    3.1.1 离子囚禁  30-33
    3.1.2 离子与光场的相互作用  33-36
  3.2 离子阱体系的实验基础  36-39
    3.2.1 离子的激光冷却  36-38
    3.2.2 离子量子比特的初始化和输出  38-39
第四章 控制相位门与量子隐形传态在热囚禁离子体系上的实现  39-51
  4.1 基于离子阱体系的量子计算模型  39-44
    4.1.1 Cirac 和 Zoller 的冷离子量子计算模型  39-42
    4.1.2 Sφrensen 和Mφlmer 的热离子量子计算模型  42-44
  4.2 控制相位门在热囚禁离子体系上的实现  44-47
  4.3 量子隐形传态在热囚禁离子体系上的实现  47-51
    4.3.1 单个囚禁离子未知内态的量子隐形传态  47-48
    4.3.2 两个囚禁离子任意未知内态的量子隐形传态  48-51
第五章 总结与展望  51-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
攻读硕士学位期间发表或完成的论文  57

相似论文

  1. 随机时变系统的精确能观性和离散时间随机时不变系统的弱稳定性,O231
  2. 蔬菜中多类多农药残留的筛查检测方法的研究,S481.8
  3. 高压输电线路对埋地金属管道的腐蚀影响研究,TE988
  4. 部分破坏模式下的机电产品拆卸序列规划方法研究,TH162
  5. 平面型点接触两足跑步运动稳定性分析与控制策略研究,TP242
  6. 有限元强度折减法土质边坡稳定性分析,TU43
  7. 上海EBIT光谱仪器的模拟及调试,O433.1
  8. 冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析,TD324
  9. 输电线路防雷计算中绝缘子串闪络判据研究,TM862
  10. 仿人机器人运动规划与稳定控制方法研究,TP242
  11. 模体发现问题中投影算法的研究,TP391.41
  12. 海森堡自旋链中的热纠缠及其在量子信息中的应用,O413.1
  13. 矿井电网谐振接地系统单相漏电故障及保护装置研究,TM862
  14. 基于单端电气量的高压输电线路无故障跳闸判据研究,TM773
  15. 嵌入式故障录波仪的存储和数据处理技术研究,TM774
  16. 基于强度折减法的隧洞群稳定性分析,TV223
  17. 基于DSP的野外火灾图像识别的研究,TP391.41
  18. 三峡库区塘角村1号滑坡模拟试验及预报判据研究,P642.22
  19. 时间导数噪声诱导的零维布朗粒子的相变,O552.1
  20. 1→M量子克隆机的物理实现,O413.1

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 理论物理学 > 量子论 > 量子力学（波动力学、矩阵力学）
© 2012 www.xueweilunwen.com