近年來(lái),隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展,人們已經(jīng)能夠以極高的精度快速地相干操控囚禁離子的內(nèi)部電子態(tài)及其振動(dòng)量子態(tài),這為利用囚禁離子進(jìn)行量子計(jì)算、量子信息處理及其量子動(dòng)力學(xué)的研究提供了可靠的基礎(chǔ)。不僅如此,由于囚禁離子系統(tǒng)具有相干時(shí)間長(zhǎng)、可拓展性好等優(yōu)點(diǎn),使其成為了最有希望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算的系統(tǒng)之一。全文共分為五章。第一章為緒論部分,簡(jiǎn)要介紹了離子的囚禁與激光冷卻、激光與離子相互作用中常用的近似、受擊光晶格系統(tǒng)、基于囚禁離子的量子態(tài)制備以及量子計(jì)算。第二章,我們研究了激光撞擊下單個(gè)囚禁兩能級(jí)離子在Lamb-Dicke區(qū)域的量子運(yùn)動(dòng)并且得到了 一系列精確的廣義相干態(tài)解。在研究中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的穩(wěn)定性參數(shù)區(qū)域,在這個(gè)區(qū)域中經(jīng)典穩(wěn)定性判據(jù)和量子基態(tài)穩(wěn)定性的保真度處理是完全符合的。這個(gè)區(qū)域包括了一些不同尋常的區(qū)域:共振頻率下的弱撞擊區(qū)域以及遠(yuǎn)離共振頻率的強(qiáng)撞擊區(qū)域。當(dāng)場(chǎng)參數(shù)在穩(wěn)定性區(qū)域時(shí),離子的波包串在Lamb-Dicke區(qū)域內(nèi)持續(xù)振蕩。然而當(dāng)參數(shù)在不穩(wěn)定區(qū)域時(shí),它們會(huì)坍塌并遠(yuǎn)離Lamb-Dicke區(qū)域,這將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)從線性到非線性的過(guò)渡。與此同時(shí),我們還發(fā)現(xiàn)激光撞擊使得精確解發(fā)生相跳變。這就導(dǎo)致了動(dòng)量...

【文章頁(yè)數(shù)】：114 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第一章 緒論
    1.1 冷離子物理簡(jiǎn)介
        1.1.1 離子的囚禁
        1.1.2 離子的冷卻
    1.2 激光與離子相互作用中常用的近似
        1.2.1 兩能級(jí)近似
        1.2.2 旋波近似
        1.2.3 Lamb-Dicke近似
    1.3 驅(qū)動(dòng)光晶格系統(tǒng)
    1.4 囚禁離子特殊量子態(tài)的制備
        1.4.1 相干態(tài)的制備
        1.4.2 壓縮態(tài)的制備
        1.4.3 薛定諤貓態(tài)的制備
    1.5 量子計(jì)算
        1.5.1 量子比特
        1.5.2 量子邏輯門(mén)
        1.5.3 離子阱中實(shí)現(xiàn)量子邏輯門(mén)
        1.5.4 拓?fù)淞孔佑?jì)算
    1.6 本文選題與主要研究?jī)?nèi)容
第二章 控制單個(gè)受擊二能級(jí)離子在Lamb-Dicke區(qū)域的不穩(wěn)定性與相跳變
    2.1 引言
    2.2 單個(gè)二能級(jí)原子在Lamb-Dicke區(qū)域的精確解
    2.3 控制不穩(wěn)定性及相跳變
        2.3.1 經(jīng)典和量子對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定性參數(shù)區(qū)域
        2.3.2 控制物理量的不穩(wěn)定性和相跳變
    2.4 超快布居轉(zhuǎn)移和糾纏產(chǎn)生
        2.4.1 超快布居轉(zhuǎn)移
        2.4.2 幾率與穩(wěn)定性程度的關(guān)系
    2.5 本章小結(jié)
第三章 控制新奇的非阿貝爾準(zhǔn)粒子的簡(jiǎn)并薛定諤貓態(tài)
    3.1 引言
    3.2 非阿貝爾準(zhǔn)粒子的簡(jiǎn)并的薛定諤貓態(tài)
    3.3 通過(guò)一個(gè)δ脈沖序列來(lái)控制非阿貝爾態(tài)之間的躍遷
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于囚禁離子的快速兩量子比特相位門(mén)
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)的精確解
    4.3 態(tài)相關(guān)力的設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 本學(xué)位論文創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的論文目錄



本文編號(hào)：3830390