文档介绍：湖南师范大学
博士学位论文
基于原子-腔-光纤系统的纠缠态制备和远程量子逻辑门实现方
案
姓名:李艳玲
申请学位级别:博士
专业:光学
指导教师:方卯发
20100301
中文摘要就腔量子电动力学而言,随着腔中耦合原子的增多,由于原子间的交叉相互作用,使得对原子自身和原子与腔相互作用的操纵变得越来越困难,所以单个腔中可以耦合的原子数目是有物理限制的。但是,一台实用的量子计算机必然包含很多量子比特,并且它的能力会随着所包含量子比特数目的增多而增强。因此人们提出了分布量子计算的方案。它通过量子传输线连接多个空间分离的包含少数量子比特的处理器组成网络来实现量子计算。制备分离子系统间共享的纠缠和构建远程量子逻辑门是实现分布量子计算的核心问题。另一方面,近来在实验上已经能够实现囚禁在光学腔中的单个原子控制、原子与腔及光纤与腔的强耦合。因此,,提出了许多基于此类系统完成量子信息处理的方案。本文以此类系统作为研究对象,提出一些制备远程两比特共享纠缠态、、实现远程两比特量子控制相位门和交换门、及远程三比特量子控制诺睦砺鄯桨浮1谕ü庀肆拥娜銮环直鹩肴鲈玉詈献槌傻南低常提出一种通过绝热演化制备远程两比特共享纠缠态的方案。并把它推广到制备多体那榭觥4送猓诖讼低晨梢酝ü畔⒎址⑹迪量子信息共享。这些结果有助于对量子网络和量子密码学方面的研究。并且,这些方案是易于操作的,因为在完成方案的整个过程中只谕ü庀肆拥牡ピ樱缓退樱获詈献槌傻南低场提出分别通过控制相互作用时间和绝热演化确定性地制备远程三原子共享姆桨浮2⑶已芯吭幼苑⒎浜颓挥牍庀说墓庾有文的主要工作包括以下内容:需调节驱动原子的经典场。
漏等消相干过程带来的影响。结果表明,即使在考虑消相干的情况下,这些方案也能够以比较高的保真度实现。谕ü庀肆拥牧礁銮环直鹩刖涔馇牧礁龆芗原子耦合组成的系统,提出实现远程两比特量子逻辑门的方案。研究发现,当腔场频率和原子跃迁频率间存在失谐时,在经典场的辅助下可以实现远程两比特量子控制相位;交换门。此外,分析腔场和光纤的耗散等导致的消相干对此方案的影响;并通过引入人型原子有效地抑制原子自发辐射的影响。谕ü庀肆拥娜銮环直鹩肴鯝型原子耦合组成的系统,提出实现远程三比特量子控制诺姆桨浮2⒀芯恳恍┫喔过程如原子的自发辐射及光纤和腔的光子泄漏等带来的影响。结果表明,即使在考虑消相干的情况下此方案也能以较高的保真度实现。此结果可以推广到由光纤连接的Ⅳ个腔分别与Ⅳ个人型原子耦合的情况,。进而实现远程Ⅳ比特量子控制拧关键词:制备纠缠态,量子信息共享,远程两比特量子逻辑门,远程三比特量子控制牛樱唬庀笋詈舷低博士学位论文
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糊签名:嘶欠魄幽胪‘月。日专辛缎李艳挖沙产年翭日湖南师范大学学位论文原创性声明湖南师范大学学位论文使用授权书日期:知厂。.年石月本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤⒈C芸凇朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖蟆埃作者签名:
第一章绪论§量子信息的基本概念独立的基本量子态常用狄拉克偶俏#簂和H我庖桓龅口∥它是由标准正交基张开的二维复向量空间即二维占量子体系遵循不同于经典体系的基本规律,因此量子信息过程具有许多经典信息过程不具备的特征。量子信息论有许多不同于经典信息论的概念,本节仅介绍文中将用到的几个基本概念。§.孔颖忍经典信息以比特魑P畔⒌ピ#荒艽τ诨或淖刺量子信息采用奇妙的量子态作为信息单元,称之为量子比特量子位,量子比特具有经典比特没有的特殊性质—浚梢源τ,和南喔傻印>浔忍乜梢钥醋魇橇孔颖忍氐奶乩A礁量子比特可以表示为中的一个单位向量。一个量子体系的所有可能态构成一个线性空