量子網(wǎng)絡(luò)是分布式量子計(jì)算和量子通信的基礎(chǔ),由量子節(jié)點(diǎn)和量子信道構(gòu)成。量子通道既可以直接在節(jié)點(diǎn)之間傳遞量子信息,也可以將糾纏分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。量子態(tài)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的分布將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)非局域性和非經(jīng)典性。這些特性不僅能夠?qū)α孔永碚摰念A(yù)測(cè)進(jìn)行基本驗(yàn)證,還可以作為量子通信和量子計(jì)算的基礎(chǔ)。因此,量子網(wǎng)絡(luò)允許用戶以目前技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式執(zhí)行各種量子信息任務(wù)。它的實(shí)現(xiàn)是量子科學(xué)面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。在眾多的物理系統(tǒng)中,超導(dǎo)電路系統(tǒng)具有比常見(jiàn)的腔QED系統(tǒng)更強(qiáng)的耦合以及更好的可擴(kuò)展性。這使得該系統(tǒng)成為實(shí)現(xiàn)分布式量子網(wǎng)絡(luò)的主要平臺(tái)之一。因此,本文將重點(diǎn)關(guān)注量子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的非局域相互作用,并基于超導(dǎo)電路系統(tǒng)探索非局域量子網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)及其相關(guān)應(yīng)用。本論文首先概述了量子網(wǎng)絡(luò)的基本概念和研究進(jìn)展,通過(guò)與經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比,簡(jiǎn)要的論述了量子網(wǎng)絡(luò)所獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)以及研究意義,并簡(jiǎn)單的介紹了幾種實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的物理平臺(tái)。這之后,重點(diǎn)介紹了其中的超導(dǎo)電路的研究現(xiàn)狀,并分別介紹幾種不同結(jié)構(gòu)的電路以及它們?cè)诹孔泳W(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。隨后,簡(jiǎn)單的回顧了本論文中將會(huì)用到的一些物理概念以及基礎(chǔ)理論,例如,量子態(tài)和相干態(tài)的基本概念,散射理論和... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 量子網(wǎng)絡(luò)
        1.1.1 量子路由
        1.1.2 量子網(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)現(xiàn)
    1.2 電路QED簡(jiǎn)介
        1.2.1 幾種常見(jiàn)的超導(dǎo)電路
        1.2.2 超導(dǎo)電路在量子網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
    1.3 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
2 基礎(chǔ)理論和基本方法
    2.1 量子態(tài)
    2.2 相干態(tài)
    2.3 波導(dǎo)中模式色散關(guān)系的線性化
    2.4 波導(dǎo)QED系統(tǒng)的散射理論
        2.4.1 單光子散射動(dòng)力學(xué)
        2.4.2 雙光子散射動(dòng)力學(xué)
    2.5 波導(dǎo)QED系統(tǒng)的輸入-輸出理論
        2.5.1 運(yùn)動(dòng)方程
        2.5.2 單光子的散射特性
    2.6 長(zhǎng)距離人工原子的馬爾科夫主方程
        2.6.1 模型
        2.6.2 馬爾科夫近似
        2.6.3 長(zhǎng)時(shí)近似
        2.6.4 驅(qū)動(dòng)超算符和旋波近似
3 基于兩個(gè)長(zhǎng)距離人工原子的單光子量子路由
    3.1 引言
    3.2 模型和哈密頓量
    3.3 單光子散射動(dòng)力學(xué)
    3.4 基于兩個(gè)長(zhǎng)距離人工原子的單光子量子路由
        3.4.1 彈性散射
        3.4.2 非彈性散射
    3.5 本章小結(jié)與結(jié)論
4 一維波導(dǎo)中長(zhǎng)距離諧振子的非馬爾科夫主方程
    4.1 引言
    4.2 諧振子與波導(dǎo)耦合系統(tǒng)模型
    4.3 耗散光子系統(tǒng)的精確主方程
    4.4 非馬爾科夫的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
    4.5 主方程方法的有效性
    4.6 本章小結(jié)與結(jié)論
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3003339