文档介绍：中国海洋大学
硕士学位论文
腔QED中基于超导量子干涉仪的量子信息处理的研究
姓名:朱艳
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:顾永建
20090601
腔谢诔剂孔痈缮嬉堑牧孔有畔⒋淼难芯捅要量子信息是一门量子力学与信息科学完美结合的交叉学科。量子理论远不仅只是关于原子和亚原子的理论,它预示着人类对世界认识的一种全新观念,它对信息科学的革命性改造为后者开辟了全新的发展道路和应用前景。目前世界各地的研究小组提出了多种物理硬件方案以实现量子信息处理过程,其中腔量子电动力学籕茄芯拷显纾⒄菇峡欤⑶冶蝗衔J亲钣星巴镜姆桨钢弧S捎退相干和当前微观粒子操控技术等的限制,人们认为最终利用固体器件实现大规模量子计算的可能性比较大。超导量子干涉仪邢喽猿さ耐讼喔墒奔洌桌┱梗怀剂孔干涉仪作为量子比特,它的能谱可以通过偏压脉冲调整;将超导量子干涉仪植入腔中,可以获得与腔之间或之间的强耦合,抑制噪声和自发辐射。正是因为超导量量子克隆和量子算法的研究一直是量子信息的两个重要课题,本文主要进行了以下两方面的工作:一、提出实现腔中的超导量子干涉仪概率克隆的物理方案;二、提出用腔中的超导量子干涉仪实现甁量子算法的物理方案。在第一项工作中,将高中的两个超导量子干涉仪分别作为初始比特和目标比特,腔模作为测量比特,首先通过腔模和经典微波脉冲与亩嘀窒嗷プ饔檬迪至孔痈怕士寺』溺壅莼缓蠼模态映射到另一个希ü愿肧磁通量的测量完成状态坍缩,从而以最优的成功概率实现量子态的精确克隆。本方案采用双光子拉曼共振过程加快了操作速率,总操作时间远小于自发辐射和腔模衰变时间,因而在实验上是可行的。在第二项工作中,利用植入腔中的超导量子干涉仪作为量子比特,借助于腔和经典脉冲的驱动,通过一系列单比特操作和控制非门实现了甁量子算法。该方案可以推广到多个量子比特输入的情况,可用来很好地验证量子并行运算的优越性。该方案的主要优点是将信息存储在牧礁鑫榷ǖ牡湍芗短希⒂τ肧与腔的大失谐相互作用,减少了自发辐射的影响,有效地抑制了腔泄露。关键词:量子克隆;狫算法:超导量子干涉仪;腔子干涉仪与腔结合的这些优点,才使得应用幌低辰辛孔有畔⒋淼姆桨冈嚼越成为人们近年来研究的重要课题。
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茹嚣毒。日独创声学位论文版权使用授权书明翅递查基丝盂要挂墨泵签字日期:沙矽暌以耭,本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得的,本栏可空蚱渌逃沟难换蛑な槭褂霉牟牧稀S胛乙煌ぷ鞯耐径员狙究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:年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,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将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、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。C艿难宦畚脑诮饷芎笫用本授权书签字日期:月日
量子隐形传态【恳约傲孔用孛芄渤A孔有畔⒓际蹩梢酝黄葡钟行畔⒓际醯奈锢砑蓿来越引起人们特别的关注,它的典型尺寸是—危朐印⒗胱印⒘孔拥阆啾雀量子信息的载体一量子比特,用腔场作为信息传输的媒介。而近年来人们越发关注大尺度量子力学是二十世纪最伟大的发现之一,它让人们从一个完全陌生的视角认识世界,它让人们认识到,在这个世界最微小的地方,竟然有着如此多的让入着迷的物理事实。量子论从发现到现在已历时一个多世纪,它为人类了解自然提供了强有力的工具,推动着社会的进步,并已经广泛应用于各个学科。量子力学应用于信息科学技术产生了一门新的交叉学科一量子信息学。量子信息学包括量子通信与量子计算,它基于量子特性,如量子相干性,非局域性,纠缠性,不可克隆性等,可以实现经典信息技术无法做到的新的信息功能,例如,量子不可克隆定理【渴沟梦粗5牧孔有畔⒉荒鼙磺嵋赘粗疲谷嗣强梢越⑵绝对安全的量子密码体系;又如,量子纠缠【靠梢越⒉煌占涞愕牧孔有诺溃佣迪量子信息学所表现出来的巨大的潜力吸引着越来越多的科学家从事这方面的理论和实验研究。要对量子信息进行处理,那么量子硬件必不可少,目前已经提出的方案有腔量子电动力学籕⒗胱于濉⒑舜殴舱瘛⒘孔拥恪⒊枷低场取G籕系统是研究较早发展较快并认为是最有前途的方案之一。目前已经提出了很多基于腔量子电动力学系统的量子信息处理方案,在这些方案中大多是将信息编码在原子上【协闷渥