發(fā)布時(shí)間：2018-02-17 08:56

  本文關(guān)鍵詞： 非線性光學(xué)量子計(jì)算 克爾非線性 互相位調(diào)制　出處：《山東大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：量子計(jì)算科學(xué)是現(xiàn)代量子物理最重要的應(yīng)用之一。在量子計(jì)算中,量子相干和量子糾纏已經(jīng)被證明可以加快某些特定問題的計(jì)算速度,比如,在密碼學(xué)領(lǐng)域中打破RSA標(biāo)準(zhǔn),或者由建立簡(jiǎn)單的計(jì)算設(shè)備比如模擬機(jī),特定程序的計(jì)算器等。量子光學(xué)計(jì)算包括線性光學(xué)量子計(jì)算(LOQC)和非線性光學(xué)量子計(jì)算(NLOQC),而光子作為光學(xué)量子計(jì)算的量子比特,由于其自身穩(wěn)定性,被認(rèn)為是合適的量子信息傳遞的備選載體。 基于克爾非線性(Kerr Nonlinearity)的互相位調(diào)制(XPM)是一些量子邏輯門的物理基礎(chǔ),比如CNOT邏輯門,因此互相位調(diào)制對(duì)于非線性光學(xué)量子計(jì)算是非常關(guān)鍵的。目前,對(duì)互相位調(diào)制的研究從連續(xù)場(chǎng)驅(qū)動(dòng),強(qiáng)耦合,半經(jīng)典動(dòng)力學(xué)向脈沖泵浦的,少光子量級(jí)的和全量子化的模型發(fā)展。電磁誘導(dǎo)透明(EIT)已經(jīng)被證明在產(chǎn)生巨克爾非線性效應(yīng)上是有效的,尤其是雙電磁誘導(dǎo)透明機(jī)制。然而,最近有研究指出基于電磁誘導(dǎo)透明的互相位調(diào)制在產(chǎn)生了巨互相位調(diào)制的同時(shí)不能產(chǎn)生高保真度的邏輯門。在這篇論文中,我們?cè)敿?xì)研究了這個(gè)問題。特別地,我們指出了在量子計(jì)算中,對(duì)于有效的互相位調(diào)制邏輯門有四個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。第一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是巨非線性,對(duì)于這一點(diǎn),電磁誘導(dǎo)透明是個(gè)很好的機(jī)制。第二個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是互相位調(diào)制應(yīng)該基于單光子量級(jí)或少光子量級(jí),因?yàn)樵诹孔佑?jì)算中,一般單光子是作為量子比特出現(xiàn)的。第三個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是脈沖傳播時(shí)間的一致性,這個(gè)條件可以由雙電磁誘導(dǎo)透明滿足。最后一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是輸入輸出的保真度足夠高,然而在目前沒有有效的機(jī)制滿足這個(gè)條件。進(jìn)一步,針對(duì)高保真和互相位調(diào)制間的矛盾,我們探討了自發(fā)輻射誘導(dǎo)相干(SGC)在互相位調(diào)制中的效應(yīng),我們發(fā)現(xiàn)自發(fā)輻射誘導(dǎo)相干是一個(gè)很有效的機(jī)制,對(duì)構(gòu)建量子邏輯門有一定的發(fā)展?jié)摿Α?br/>[Abstract]:Quantum computing science is one of the most important applications of modern quantum physics. In quantum computation, quantum coherence and quantum entanglement has proven the calculation speed, can speed up certain problems such as breaking the RSA standard in the field of cryptography, or by the establishment of simple computing devices such as simulation machine, specific program calculator. Quantum optics the calculation includes the linear optical quantum computing (LOQC) and nonlinear optical quantum computing (NLOQC), and the photon as the optical quantum computing quantum bits, because of its stability, is considered to be the candidate for quantum information carriers.
Based on the nonlinear Kerr (Kerr Nonlinearity) of the cross phase modulation (XPM) is the physical basis of some quantum logic gates, such as CNOT logic gates, so the cross phase modulation in nonlinear optical quantum computing is very important. At present, the research on cross phase modulation in continuous driving field, strong coupling, semi classical dynamics to pulse pump the few photon level and fully quantized models. The electromagnetically induced transparency (EIT) has been shown to produce in the giant Kerr nonlinear effect is effective, especially double electromagnetically induced transparency mechanism. However, recent studies have pointed out that the cross phase modulation based on electromagnetically induced transparency in a huge cross phase modulation at the same time can not produce high fidelity gate. In this thesis, we have studied this problem. In particular, we pointed out that in quantum computing, the XPM logic effectively The door has four criteria. The first criterion is a giant nonlinear, for this, electromagnetically induced transparency is a good mechanism. The second criteria is the cross phase modulation of single photon level or less should be based on the photon level, because in quantum computation, single photon is used as quantum bits. The third criterion is the consistency of the pulse propagation time, this condition can be satisfied by double EIT. Finally an evaluation standard is the input and output of high fidelity, but at present there is no effective mechanism to meet this condition. Further, to solve the contradiction between high fidelity and cross phase modulation, we investigate the spontaneous radiation induced coherence (SGC) effect on cross phase modulation in, we found that spontaneously induced coherence is a very effective mechanism has a certain potential for the construction of quantum logic gates.

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：O431.2;TP38

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1517693