本文關(guān)鍵詞：光—納米機械量子接口

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【摘要】：量子接口是量子計算機的重要組成部分,它可完成靜態(tài)比特和動態(tài)比特的轉(zhuǎn)換。帶有量子接口的不同節(jié)點聯(lián)合起來,可以完成諸如兩個遠(yuǎn)距離節(jié)點間的量子態(tài)傳送、交換以及確定性的建立量子糾纏等量子操作。本論文研究的量子接口是一種新型的量子接口,所依托的物理系統(tǒng)是納米機械振子、腔、光纖組成的整體,且納米機械比特充當(dāng)靜態(tài)比特。基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)求解,我們能夠做到驅(qū)動激光和入射的單光子波形的完美匹配,從而克服了以前經(jīng)常存在的入射的單光子不能完全被腔吸收的困難。在該課題的研究中,我們先是理論分析,后進(jìn)行了數(shù)值模擬。在理論分析中,我們采用的是哈密頓量分析法,首先構(gòu)造全系統(tǒng)的哈密頓量,然后求解波函數(shù)的薛定諤方程,求得波函數(shù)隨時間演化的情況,再推出在節(jié)點間量子態(tài)傳送、生成靜態(tài)比特和動態(tài)比特的糾纏以及在遠(yuǎn)距離節(jié)點間制造糾纏的方程表達(dá)式,從而理論上初步驗證了方案的可行性。接下來我們分析了退相干的來源,并在目前技術(shù)可實現(xiàn)的條件下進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬了在單光子的發(fā)射和吸收、納米機械比特和光子比特的糾纏生成以及遠(yuǎn)距離節(jié)點間的量子態(tài)傳送這些情況下的保真度。計算結(jié)果顯示這幾種情況的保真度都比較高。從而進(jìn)一步驗證了方案的可行性。綜合理論分析和數(shù)值模擬來看,這種方案是能夠完成量子網(wǎng)路的基本功能,是切實可行的,有一定的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：量子糾纏 單光子 納米機械 量子接口
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP38
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-24
• 1.1 量子計算8-11
• 1.1.1 量子力學(xué)8-9
• 1.1.2 計算機科學(xué)9-10
• 1.1.3 量子計算機10-11
• 1.2 量子接口11-20
• 1.2.1 量子比特11-14
• 1.2.2 從靜態(tài)比特、動態(tài)比特到量子接口14
• 1.2.3 量子接口的意義14-16
• 1.2.4 典型的量子接口介紹16-20
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容及意義20-22
• 參考文獻(xiàn)22-24
• 第二章 光機械量子接口24-42
• 2.1 引言24-28
• 2.1.1 量子光力學(xué)簡介24-25
• 2.1.2 表象變換25-28
• 2.2 工作介紹28-38
• 2.2.1 模型介紹28-29
• 2.2.2 理論分析29-33
• 2.2.3 數(shù)值模擬33-38
• 2.3 本章小結(jié)38-40
• 參考文獻(xiàn)40-42
• 第三章 用電壓控制量子比特轉(zhuǎn)換的量子接口42-51
• 3.1 量子點簡介42-46
• 3.1.1 量子點定義42-43
• 3.1.2 門量子點的構(gòu)造43-44
• 3.1.3 雙量子點雙電子的自旋態(tài)44-46
• 3.2 模型分析46-49
• 3.2.1 模型簡介46-47
• 3.2.2 理論分析47-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 參考文獻(xiàn)50-51
• 第四章 結(jié)論51-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果52-53
• 致謝53

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本文編號：751111