發(fā)布時(shí)間：2021-11-09 03:07

　　量子糾纏是量子信息處理的核心,普遍用于各種量子信息處理任務(wù)�？紤]到任務(wù)的安全性和有效性,我們往往需要最大化糾纏態(tài)。然而,在實(shí)際的量子信息處理中,最大化糾纏態(tài)與環(huán)境接觸從而受到噪聲的干擾是不可避免的,因此最大化糾纏態(tài)可以很容易地就變成非最大化糾纏態(tài)。糾纏濃縮是濃縮非大化糾纏態(tài)到最大化糾纏態(tài)的有效方法之一。但是,當(dāng)濃縮得到的最大化糾纏態(tài)再次與環(huán)境接觸受到噪音的干擾時(shí)又變成了非最大化糾纏態(tài)。為了解決量子信息處理中的噪聲干擾問(wèn)題,本文基于交叉克爾非線性,將幾個(gè)物理量子比特編碼成一個(gè)邏輯量子比特即（?）來(lái)構(gòu)建一個(gè)集體旋轉(zhuǎn)無(wú)消相干子空間,在這個(gè)子空間里進(jìn)行量子信息處理時(shí),其中的量子糾纏態(tài)可以抵抗噪聲的干擾而保持不變�；诩w旋轉(zhuǎn)無(wú)消相干子空間,本文主要做了以下研究:（1）在集體旋轉(zhuǎn)無(wú)消相干子空間里進(jìn)行了糾纏濃縮,不僅得到了最大化糾纏態(tài),而且制備出的最大化糾纏態(tài)還能抵抗噪聲的干擾,來(lái)保證制備的糾纏態(tài)不會(huì)在噪聲的干擾下而再次發(fā)生退相干。并且提出的方案通過(guò)迭代過(guò)程能提高方案的產(chǎn)率,數(shù)據(jù)分析顯示方案即使是在考慮耗散的情況下仍具有很高的保真度,我們還討論了該方案的實(shí)驗(yàn)可行性。（2）基于集體旋轉(zhuǎn)無(wú)消相干子空間... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

偏振分束器的示意圖

2量子信息處理理論基礎(chǔ)7演化為：aabbbitaaaainabbaenne（2.6）通過(guò)上式可看出經(jīng)過(guò)克爾非線性相互作用后，信號(hào)光n不發(fā)生任何變化而相干光則引入了與信號(hào)光的光子數(shù)n成正比的相位移。如果想要知道信號(hào)光的狀態(tài)就需要進(jìn)行測(cè)量，但是一旦測(cè)量的話(huà)信號(hào)光就會(huì)發(fā)生坍塌，這時(shí)即便知道了信號(hào)光狀態(tài)，但是也將它破壞掉了無(wú)法保存下來(lái)。因此引入了非破壞測(cè)量，即測(cè)量信號(hào)光通過(guò)克爾非線性之后產(chǎn)生的相移來(lái)得到信號(hào)光的狀態(tài)。因此，非破壞測(cè)量操作的關(guān)鍵是對(duì)相干光的相位進(jìn)行測(cè)量，接下來(lái)，將詳細(xì)闡述本文中用到的非破壞測(cè)量方案。圖2.2通過(guò)克爾介質(zhì)之后光子的相互作用示意圖。2.3X零差測(cè)量綜上所述，在量子信息處理中，要是想測(cè)量信號(hào)光的狀態(tài)，為了不破壞信號(hào)光，可以在信號(hào)光在經(jīng)過(guò)交叉克爾非線性介質(zhì)后進(jìn)行光子數(shù)的非破壞測(cè)量，即可以通過(guò)對(duì)探測(cè)模相干光的相位區(qū)分測(cè)量來(lái)完成。這里主要討論的是其中一種非破壞測(cè)量方式—坐標(biāo)零差測(cè)量（X零差測(cè)量）。X零差測(cè)量能夠區(qū)分產(chǎn)生的相移角度的大小卻不能區(qū)分出正負(fù)，即無(wú)法區(qū)分ine。X零差測(cè)量的原理是：首先把相干光給投影到坐標(biāo)空間里，然后根據(jù)得到的坐標(biāo)值來(lái)得知相干光的相

2量子信息處理理論基礎(chǔ)91cos1111cos2222errnPerfnerfc（2.12）當(dāng)n時(shí)，兩個(gè)高斯曲線的波峰間距為21cosxdnn，21222errPerfcn，從這公式可以看出，由克爾非線性產(chǎn)生的相移角度，相干光的振幅強(qiáng)度以及信號(hào)光的光子數(shù)n[62]，它們的變化都會(huì)對(duì)基于測(cè)量結(jié)果的誤差率造成影響，那么弱的非線性相移角可以用強(qiáng)的相干光來(lái)補(bǔ)償，這為非線性光學(xué)的研究提供了新的思路。圖2.3坐標(biāo)零差測(cè)量高斯曲線。2.4量子邏輯門(mén)2.4.1單量子比特門(mén)因?yàn)閱瘟孔颖忍貞B(tài)矢是二維Hilbert空間的矢量，單量子比特門(mén)是對(duì)態(tài)矢的幺正變換[62]，所以泡利基矢010=01，01=10x，0=0yii，10=01z是一組單比特門(mén)I,X,Y,Z，構(gòu)成了二維矩陣的基矢。任意的單比特操作都可以用泡利基矢進(jìn)行展開(kāi)，當(dāng)它們?cè)趩伪忍貞B(tài)矢01上作用時(shí)可以


本文編號(hào)：3484501