作為物理學(xué)近三十年最為激動人心的學(xué)科之一,量子信息處理取得了令人驚訝的成績。對單個原子、光子、電子的獨立操作日趨成熟,對量子信息處理基本原理的驗證性操作也已得到實現(xiàn)。量子信息處理極大的改變了信息處理的概念,給人們展現(xiàn)了一種將深刻改變生產(chǎn)和生活的技術(shù)前景,正在吸引著眾多研究人員的熱情。量子信息處理重要的兩個基本元素是糾纏態(tài)和量子邏輯門,本論文主要研究了這兩種基本元素在腔QED和電路QED系統(tǒng)中的物理實現(xiàn),希望為這方面的研究提供理論上的支持。在超導(dǎo)比特與微波腔共振耦合的系統(tǒng)中,我們提出了一種實現(xiàn)超導(dǎo)比特三比特GHZ態(tài)和兩比特相位門的方案。由于基于共振相互作用,方案所需時間較短。方案基于一種一個光子同時翻轉(zhuǎn)兩個比特的哈密頓,沒有涉及任何的輔助粒子或輔助能級。并且在幺正演化下,方案可以1的保真度決定性的實現(xiàn)。這些研究為在微波腔中操縱超導(dǎo)比特實現(xiàn)糾纏態(tài)和邏輯門提供了一種新的方式�？紤]腔模的泄露時,我們給出了方案成功概率和保真度的解析表達(dá)式,計算表明方案能以較高的成功概率和保真度實現(xiàn)。在超導(dǎo)比特與超導(dǎo)傳輸線耦合形成的電路QED系統(tǒng)中,我們提出了實現(xiàn)多比特GHZ態(tài)和W類態(tài)的方案。在干涉計型磁通比特與... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 量子信息科學(xué)基礎(chǔ)
        1.2.1 量子糾纏的度量和典型的糾纏態(tài)
        1.2.2 量子邏輯門
    1.3 腔量子電動力學(xué)的相關(guān)原理
        1.3.1 原子-腔QED基本原理
        1.3.2 從原子-腔QED到電路QED
    1.4 研究的目的和意義
    1.5 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 超導(dǎo)比特中三比特GHZ態(tài)和兩比特相位門的構(gòu)造
    2.1 引言
    2.2 電荷比特的量子化
    2.3 磁通比特的量子化
    2.4 三比特GHZ態(tài)和兩比特相位門的構(gòu)造方案
    2.5 腔膜光子泄露對方案的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 電路QED中多比特GHZ態(tài)和W類態(tài)的產(chǎn)生
    3.1 引言
    3.2 超導(dǎo)傳輸線振子的量子化
    3.3 多比特GHZ態(tài)和W類態(tài)的構(gòu)造方案
        3.3.1 系統(tǒng)模型和有效哈密頓
        3.3.2 GHZ態(tài)和W類態(tài)的產(chǎn)生
    3.4 數(shù)值分析與討論
    3.5 本章小結(jié)
第4章 非旋轉(zhuǎn)波近似下的快速多比特相位門
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型和有效哈密頓
        4.2.1 色散相互作用范圍的有效哈密頓
        4.2.2 解耦合點的有效哈密頓量
    4.3 快速多比特相位門的構(gòu)造
    4.4 數(shù)值分析與討論
        4.4.1 保真度演化和退相干影響
        4.4.2 高斯型參數(shù)波動對保真度的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于量子反饋控制的穩(wěn)態(tài)Bell態(tài)制備
    5.1 引言
    5.2 基于量子跳躍反饋控制的糾纏穩(wěn)態(tài)制備
    5.3 色散情形下的穩(wěn)態(tài)糾纏產(chǎn)生
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
個人簡歷



本文編號：3137421