發(fā)布時(shí)間：2021-03-23 20:16

　　在目前量子信息處理和量子計(jì)算領(lǐng)域中,快速準(zhǔn)確的量子態(tài)操縱與制備一直深受研究者們的熱切關(guān)注,其潛在的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在量子測(cè)量、量子信息、量子通信以及量子傳感中。耗散作為一種重要的資源,在制備糾纏態(tài)以及量子態(tài)的傳輸?shù)难芯恐衅鸱e極作用,對(duì)量子信息的發(fā)展也具有非常顯著的意義。腔量子電動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)（腔QED）相較于其他物理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過原子存儲(chǔ)信息,通過光子傳輸信息,各種糾纏態(tài)操控的方案可以基于此系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。耦合腔QED陣列系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于其可擴(kuò)展性,為量子信息的快速發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。近年來,基于耦合腔系統(tǒng)的研究工作紛紛展開,其中實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的操控與制備一直是熱門的研究?jī)?nèi)容之一。本論文將利用耗散的光學(xué)腔實(shí)現(xiàn)量子態(tài)傳輸和制備糾纏態(tài)。主要的研究成果如下:首先,我們?cè)诤纳Ⅰ詈锨魂嚵兄谐晒?shí)現(xiàn)了單向量子態(tài)傳輸方案。量子態(tài)傳輸在量子信息處理中擔(dān)當(dāng)著重要的作用,已經(jīng)在理論和實(shí)驗(yàn)上取得了許多成果。我們利用耗散的方法來輔助進(jìn)行單向量子態(tài)傳輸,將任意的量子態(tài)從“發(fā)射”端轉(zhuǎn)移到“接收”端,光腔的耗散可以使量子態(tài)在接收端保持穩(wěn)定。此時(shí),目標(biāo)態(tài)成為整個(gè)過程的穩(wěn)定態(tài),且不依賴時(shí)間。此外,原子的自發(fā)輻射因?yàn)榧ぐl(fā)態(tài)... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：41 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

法布里-珀羅腔[53]結(jié)構(gòu)示意圖

10,,(2-2)其中∑∑,,,(2-3)是光子耗散的速率。然后我們引入非定域玻色子模，√,(2-4)√,(2-5)哈密頓量通過∑,旋轉(zhuǎn)后可以改寫成：√2|0||1||0||1|√2|0||1||0||1|||||H.c..(2-6)圖2-1：（a）單向量子態(tài)傳輸?shù)哪Ｐ�。在耦合腔陣列中有兩個(gè)相同的四能級(jí)原子，第一個(gè)原子與兩個(gè)激光場(chǎng)相互作用，第二個(gè)原子與一個(gè)激光場(chǎng)相互作用。（b）相應(yīng)的原子能級(jí)圖。假設(shè)Δ，Δ，則對(duì)應(yīng)的哈密頓量可分為：,(2-7)

13根據(jù)式（2-15），在哈密頓量作用下，可以在兩個(gè)原子之間交換任意的量子態(tài)，即||||||。特別是在交換過程中，腔的狀態(tài)被限制在真空態(tài)，激發(fā)態(tài)被絕熱消除，該過程中耗散的不利影響被顯著抑制。在圖2-2中，我們展示了交換過程中態(tài)|||和態(tài)|||的保真度的變化。其中態(tài)|的保真度的度量使用了和||來定義。實(shí)線和空?qǐng)A分別描述了由和模擬的態(tài)|||的保真度，兩種情況下的圖形趨勢(shì)相一致，證明了推導(dǎo)的正確性。此外，虛線是態(tài)|||的保真度，由原始哈密頓量控制，實(shí)線和虛線的周期振蕩準(zhǔn)確地表示了態(tài)||||||的交換過程。如果系統(tǒng)處于態(tài)|0|或||1|，則會(huì)進(jìn)一步受到的影響，在大失諧的條件下，即Δ,，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：√2Δ|1||0,1||0||0,1||00||11|2Δ|10||1,1||00||11|H.c..(2-18)圖2-2：我們展示了在交換過程中態(tài)|||和態(tài)|||的保真度的演化，實(shí)線和空?qǐng)A分別描述了由和模擬的態(tài)|||的保真度。虛線代表哈密頓量模擬的態(tài)|||的保真度。隨機(jī)選取傳輸?shù)牧孔討B(tài)為|||，,,。初態(tài)是|||。選取的相關(guān)參數(shù)為:，，.。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Dissipative preparation of Bell states with parallel quantum Zeno dynamics[J]. Chong Yang,DongXiao Li,XiaoQiang Shao.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2019(11)
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碩士論文
[1]耦合腔陣列系統(tǒng)中莫特絕緣到超流的相變[D]. 霍明夏.南開大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3096363