發(fā)布時間：2020-07-14 01:20

【摘要】：量子信息學是量子力學與經(jīng)典信息學相結(jié)合而形成的交叉學科,量子糾纏作為其最核心的物理資源,在量子信息處理中有著重要的應用。然而,在實際的信息傳輸、處理、存儲的過程中,量子系統(tǒng)不可避免的會與環(huán)境發(fā)生相互作用,這就造成了量子糾纏的退化,甚至在某些情況下會發(fā)生糾纏突然死亡的現(xiàn)象。因此,保護量子態(tài)免受噪聲的影響是一個至關重要的問題,在過去的幾十年,科學家們已經(jīng)提出了許多關于糾纏態(tài)的保護方案,但是這些方案總是存在或多或少的缺陷。本文基于環(huán)境輔助測量和弱測量的理論知識,提出了量子態(tài)和量子信息處理協(xié)議的保護方案,主要的研究內(nèi)容如下:(1)在幅值阻尼噪聲通道下,我們提出了保護遠程量子克隆通道的糾纏度,提高量子遠程克隆保真度的方案。通過利用環(huán)境輔助測量和弱測量,參與者共享的量子通道的糾纏度能夠被概率性的恢復。當弱測量強度與噪聲通道的阻尼率相等時,我們能夠以一定的概率使遠程克隆的保真度恢復到最大值。(2)在廣義幅值阻尼噪聲通道下,我們提出了基于弱測量和弱測量反轉(zhuǎn)保護GHZ態(tài)的方案。通過優(yōu)化弱測量強度,有效地抑制了由噪聲導致的糾纏的退化。結(jié)果顯示,通過使用最佳的前置和后置弱測量,能顯著提高GHZ態(tài)的糾纏度,并且糾纏突然死亡的現(xiàn)象能夠被延緩。
【學位授予單位】：延邊大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O413.1
【圖文】：

圖３．１：實現(xiàn)環(huán)境輔助弱測量方案的線性光學示意圖。圖中表示弱測量反轉(zhuǎn)逡逑過程，ＨＷＰ是半波片，ＰＢＳ是偏振分束器，ＢＰｓ是布魯斯特角玻璃片，認，認是逡逑單光子探測器逡逑成＾０〉５丨１〉￡邋＋邋＾／１￣＾｜１〉５｜０〉￡（＾邋＝也１巧。接下來，我們將對環(huán)境的量子態(tài)進逡逑行探測，環(huán)境的輔助測量能夠利用單光子探測器／＾和０２來實現(xiàn)，如果我們能夠探逡逑測到由系統(tǒng)耗散到環(huán)境中的激發(fā)態(tài)，也就是探測器＾＾或／＾發(fā)聲，此時的量子糾纏逡逑通道不能夠被恢復，這時我們將重新構建量子糾纏通道。如果沒有激發(fā)態(tài)被探測逡逑至１Ｊ，參與者能夠進一步的通過對量子比特Ｂ和Ｃ執(zhí)行相應的弱測量反轉(zhuǎn)來逡逑提高糾纏通道的糾纏度。這里，我們定義他們所執(zhí)行的反轉(zhuǎn)弱測量為逡逑（，＿邋＼逡逑ｖ／Ｔ＾0逡逑Ｍｒｅｖｒ＝邐，３．１３

糾纏的突然死亡，但是我們能夠利用環(huán)境輔助弱測量的方法完美的保護經(jīng)過噪聲逡逑通道的量子態(tài)的糾纏度，利用等式（１６）和（１７），我們能夠計算出經(jīng)由保護之逡逑后的量子態(tài)的平均保真度，并且在圖３．２中展示了平均保真度Ｆ隨著噪聲強度Ｐ逡逑和反轉(zhuǎn)弱測量強度ｒ的變化，經(jīng)過計算當ｒ邋＝邋ｐ時，我們能夠得到最佳的平均保逡逑真度，同時這也能夠在圖３．２看出，不論量子態(tài)經(jīng)過多大噪聲強度的噪聲通道，逡逑我們總是能夠選取適當?shù)娜鯗y量強度，使量子糾纏態(tài)的保真度達到最大，實現(xiàn)量逡逑子態(tài)的完美保護。逡逑為了進一步的闡明我們方案對糾纏態(tài)的保護效果，我們計算了用于遠程克隆逡逑２１逡逑

邐（３．１９）逡逑２（ｐ２邋＋邋ｐｆ＋邋ｒ２）邐、邐１逡逑根據(jù)等式（１９），已經(jīng)在圖３．３展示了量子態(tài)的糾纏度是如何隨著噪聲強度ｐ和逡逑反轉(zhuǎn)弱測量強度ｒ的變化，很明顯，當幅值阻尼率與弱測量強度相等時，整個量逡逑子糾纏通道的糾纏度將會達到最大值０．５，也就是，不論量子態(tài)經(jīng)過多大噪聲強逡逑度的噪聲通道，我們總是能夠選取適當?shù)娜魷y量強度，使量子糾纏態(tài)的糾纏度達逡逑到最大。逡逑我們的量子態(tài)的保護方案并不一定總是成功的，方案的成功概率能夠表示成逡逑ＳＰ邋＝邋（１邋－邋ｒ邋—邋ｐ）邋＋邋＾（ｐ２邋＋邋ｒ２邋＋ｐｒ）．邐（３．２０）逡逑ｏ逡逑為了進一步闡明保真度的提高與成功概率之間的關系，在圖３．４中選取了幾個特逡逑定噪聲強度化＝０．１，０．３，０．５，０．８），去觀察量子態(tài)保護后的平均保真度以及成功概逡逑２２逡逑

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王文文;;資本與創(chuàng)客:一場纏綿千年的量子糾纏[J];科技與金融;2018年11期

2 ;利用小磁鐵實現(xiàn)室溫下半導體內(nèi)的粒子量子糾纏[J];技術與市場;2016年05期

3 唐斐婷;;“量子糾纏”[J];環(huán)境與生活;2018年07期

4 勞倫斯·M.克勞斯;楊曉梅;;糾纏不休的量子糾纏[J];飛碟探索;2016年01期

5 木葉;;存在之詩[J];延河;2017年01期

6 陳慶修;;量子科技:帶來無限可能[J];報刊薈萃;2017年02期

7 白俊杰;;前沿掃描六則[J];農(nóng)村青少年科學探究;2017年Z2期

8 ;信息科技[J];科學中國人;2017年26期

9 大秋;;量子糾纏[J];延河;2015年07期

10 ;科學家完成首次大規(guī)模量子糾纏實驗[J];技術與市場;2018年06期

相關會議論文 前10條

1 王飛;胡響明;;暗共振系統(tǒng)中量子糾纏的研究[A];第十四屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2010年

2 李福利;;原子相干與量子糾纏[A];第十二屆全國量子光學學術會議論文摘要集[C];2006年

3 張永生;張成杰;郭光燦;;量子糾纏與糾纏判據(jù)[A];第十三屆全國量子光學學術報告會論文摘要集[C];2008年

4 杜少將;夏云杰;段德洋;韓峰;馮海冉;;非馬爾科夫環(huán)境中弱測量對量子糾纏猝死區(qū)域的優(yōu)化[A];第十六屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2014年

5 劉金明;;三勢阱中玻色-愛因斯坦凝聚體的三模量子糾纏[A];第十二屆全國量子光學學術會議論文摘要集[C];2006年

6 胡響明;王飛;徐清;張秀;;原子相干與量子糾纏的研究[A];第十四屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2010年

7 曹卓良;楊名;章禮華;;量子糾纏的直接測量[A];第十六屆全國量子光學學術報告會報告摘要集[C];2014年

8 馬小三;王安民;楊曉冬;尤浩;;3粒子體系的糾纏演化[A];第十一屆全國量子光學學術會議論文摘要集[C];2004年

9 劉s

本文編號：2754265