本文關鍵詞： 非線性光學量子計算 克爾非線性 互相位調制　出處：《山東大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：量子計算科學是現(xiàn)代量子物理最重要的應用之一。在量子計算中,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算速度,比如,在密碼學領域中打破RSA標準,或者由建立簡單的計算設備比如模擬機,特定程序的計算器等。量子光學計算包括線性光學量子計算(LOQC)和非線性光學量子計算(NLOQC),而光子作為光學量子計算的量子比特,由于其自身穩(wěn)定性,被認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)的互相位調制(XPM)是一些量子邏輯門的物理基礎,比如CNOT邏輯門,因此互相位調制對于非線性光學量子計算是非常關鍵的。目前,對互相位調制的研究從連續(xù)場驅動,強耦合,半經(jīng)典動力學向脈沖泵浦的,少光子量級的和全量子化的模型發(fā)展。電磁誘導透明(EIT)已經(jīng)被證明在產(chǎn)生巨克爾非線性效應上是有效的,尤其是雙電磁誘導透明機制。然而,最近有研究指出基于電磁誘導透明的互相位調制在產(chǎn)生了巨互相位調制的同時不能產(chǎn)生高保真度的邏輯門。在這篇論文中,我們詳細研究了這個問題。特別地,我們指出了在量子計算中,對于有效的互相位調制邏輯門有四個評判標準。第一個評判標準是巨非線性,對于這一點,電磁誘導透明是個很好的機制。第二個評判標準是互相位調制應該基于單光子量級或少光子量級,因為在量子計算中,一般單光子是作為量子比特出現(xiàn)的。第三個評判標準是脈沖傳播時間的一致性,這個條件可以由雙電磁誘導透明滿足。最后一個評判標準是輸入輸出的保真度足夠高,然而在目前沒有有效的機制滿足這個條件。進一步,針對高保真和互相位調制間的矛盾,我們探討了自發(fā)輻射誘導相干(SGC)在互相位調制中的效應,我們發(fā)現(xiàn)自發(fā)輻射誘導相干是一個很有效的機制,對構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.

【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O431.2;TP38

【共引文獻】

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本文編號：1517693