近些年來量子信息取得了快速的發(fā)展。量子網(wǎng)絡(luò)是實(shí)施量子信息處理的一個(gè)重要組成部分。在一個(gè)光量子網(wǎng)絡(luò)中,光子由于傳播速度很快且具有穩(wěn)定的相干性和低耗散被作為理想的信息載體,量子節(jié)點(diǎn)連接網(wǎng)絡(luò)中不同的量子通道,而節(jié)點(diǎn)中的量子路由器控制著光量子信號(hào)的傳輸路徑。近年來在耦合波導(dǎo)系統(tǒng)中光子輸運(yùn)技術(shù)的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)單光子量子路由提供了理想的平臺(tái),其中波導(dǎo)被用作光信號(hào)傳輸?shù)睦硐胄畔⑼ǖ?與波導(dǎo)耦合的量子激發(fā)器則路由光子到各個(gè)信道。然而目前的路由系統(tǒng)中,從主信道轉(zhuǎn)移到其它信道的路由率不大于0.5,這會(huì)限制路由器的更多潛在應(yīng)用。高路由率才可以實(shí)現(xiàn)信息在各信道間的有效預(yù)期分配,因此對(duì)于一個(gè)多通道的量子網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)高路由率的量子路由器是非常重要的。這里提供了幾種高效的量子路由方案,方案思路主要是在雙信道或多信道的波導(dǎo)系統(tǒng)中增加量子激發(fā)器,通過對(duì)不同激發(fā)器的參數(shù)調(diào)控,可以實(shí)現(xiàn)量子信息從入射通道到其它通道的高效轉(zhuǎn)移。全文主要的內(nèi)容結(jié)構(gòu)如下:（1）在X型耦合腔波導(dǎo)的交叉腔中放置一個(gè)循環(huán)的Δ型三能級(jí)原子,作為一個(gè)理想的路由器來連接兩個(gè)通道,再在波導(dǎo)的主信道上放置一個(gè)二能級(jí)原子來調(diào)控四個(gè)端口的路由,通過調(diào)節(jié)原子與光子的耦合... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光子晶體波導(dǎo)示意圖

通過交換虛光子與原子系統(tǒng)發(fā)生作用，原子系統(tǒng)的狀態(tài)不發(fā)生改變使得入射光子可以完全透射，相當(dāng)于打開了光開關(guān)，讓光子向前運(yùn)動(dòng)。圖2.2 耦合諧振腔光波導(dǎo)示意圖[11]圖 2.2 為 Zhou 等人對(duì)量子路由進(jìn)行的理論研究，圖中兩個(gè)無限長的 CRW 通過與一個(gè)Δ循環(huán)三能級(jí)系統(tǒng)原子連接與其發(fā)生耦合作用，通過調(diào)節(jié)原子上的經(jīng)典場(chǎng) ，可以使得入射單光子從主信道 CRW 傳輸?shù)搅硪粋�(gè)次信道 CRW，改變光子傳輸線路來體現(xiàn)量子路由作用，通過調(diào)節(jié)控制發(fā)現(xiàn)入射光子的全反射與光子束縛態(tài)存在有關(guān)。這種三能級(jí)原子在一些系統(tǒng)里存在，比如手性分子[60,61]，對(duì)稱破缺系統(tǒng)[62]等。以上模型系統(tǒng)的哈密頓量的組成部分可分三個(gè)敘述，分別為波導(dǎo)之間的相互作用，三能級(jí)原子系統(tǒng)的和波導(dǎo)與原子系統(tǒng)之間的哈密頓量。這兩個(gè)耦合腔波導(dǎo)利用了具有余弦色散關(guān)系的緊束縛的玻色字模型。運(yùn)用單激發(fā)子空間

第二章 基礎(chǔ)知識(shí)介紹11圖2.3 邊長為L 的電磁場(chǎng)空間2.2.2 產(chǎn)生算符與湮滅算符一個(gè)量子路由系統(tǒng)由波導(dǎo)與二能級(jí)系統(tǒng)組成，二能級(jí)之間的本征態(tài)分別為 a 與 b ，其能量本征值表示為a aE 與b bE ，能級(jí)的本征態(tài)也滿足完備性與正交歸一化條件，用算術(shù)表達(dá)為 a a b b 1， a b b a 0。 a 1 a + 0b， b 1 b +0a可視為 與 態(tài)矢的表象。用態(tài)矢展開一個(gè)矢量，展開的系數(shù)為該矢量的坐標(biāo)，可以構(gòu)成列矩陣

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]量子通信若干理論研究[D]. 富堯.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于耦合腔波導(dǎo)的四能級(jí)原子系統(tǒng)量子路由器的理論研究[D]. 閆國安.華東交通大學(xué) 2016
[2]CdS納米線及其復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備和光學(xué)性質(zhì)研究[D]. 李康糾.湖南大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3596943