本文關(guān)鍵詞：基于線性光學(xué)下量子態(tài)的分辨

  更多相關(guān)文章： GHZ態(tài) 多重糾纏態(tài) GHZ態(tài)分辨 Bell態(tài)測(cè)量 非線性交叉克爾介質(zhì)

【摘要】：硬幣落地,非正即反;骰子拋出,總有一面朝上。在人們生活經(jīng)驗(yàn)中,世間的萬(wàn)事萬(wàn)物不論其怎么變幻無(wú)窮,都有一個(gè)確定的規(guī)律可循。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō):"上帝不會(huì)擲骰子"。但是隨著技術(shù)的發(fā)展,人類(lèi)能夠觀察的事物也越來(lái)越多,很多現(xiàn)象已經(jīng)不再符合人們的日常思維,例如黑體光譜、原子與原子核結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)等,為了能夠很好的解釋這些物理現(xiàn)象與難題,量子理論由此誕生。量子信息學(xué)是量子力學(xué)的一個(gè)重要的分支,從學(xué)科的角度來(lái)看,其實(shí)是量子力學(xué)與經(jīng)典信息學(xué)相結(jié)合的一個(gè)新興學(xué)科。經(jīng)過(guò)多年的科學(xué)研究,遮在量子信息學(xué)上的神秘面紗已經(jīng)被慢慢地揭開(kāi)。量子信息學(xué)包含兩類(lèi)研究:一是量子計(jì)算,其主要研究的是量子計(jì)算機(jī)和適合量子計(jì)算且普遍通用的量子算法。二是量子通信,它的主要研究范圍包括量子編碼(quantum cryptography)、遠(yuǎn)距的離量子通訊技術(shù)以及量子隱形傳態(tài)(quantum teleportation)等。這些都是用量子態(tài)的制備和操控做為基礎(chǔ),因此眾多的研究人員都在對(duì)如何進(jìn)行態(tài)的制備與操控做了大量的科學(xué)研究與探討。除了具備必要的糾纏源外,實(shí)現(xiàn)量子通信和量子計(jì)算還需要信息運(yùn)輸載體,也就是各種微觀領(lǐng)域的物理系統(tǒng)。我們經(jīng)常使用的系統(tǒng)有:腔量子電動(dòng)力學(xué),超導(dǎo),離子阱,光學(xué)系統(tǒng),核磁共振系統(tǒng)等。因?yàn)楣鈱W(xué)系統(tǒng)具有可操作性強(qiáng)、不易受環(huán)境的影響以及信息易于傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),所以在眾多的物理系統(tǒng)中,人們更傾向于光學(xué)系統(tǒng),這便使得光學(xué)系統(tǒng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)然光學(xué)系統(tǒng)也并不是完美無(wú)瑕,它存在著光子之間不容易產(chǎn)生聯(lián)系以及很難發(fā)生相互作用的缺點(diǎn)。為了克服這些不足,經(jīng)過(guò)眾多科研工作者堅(jiān)持不懈的研究,終于找到了通過(guò)非線性交叉克爾介質(zhì)來(lái)解決這一缺點(diǎn)的方法。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,非線性交叉克爾介質(zhì)的強(qiáng)度非常微小,很難滿足實(shí)驗(yàn)要求。為了克服非線性強(qiáng)度小這一難題,人們通過(guò)各種方式來(lái)增強(qiáng)它的強(qiáng)度。最終,人們發(fā)現(xiàn)多能級(jí)原子電磁感應(yīng)透明能夠很好的解決此問(wèn)題,幫助我們得到符合實(shí)驗(yàn)要求的克爾效應(yīng)。本文主要討論了在光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)Green-Horne-Zeilinger(GHZ)態(tài)的分辨,以及在非線性克爾效應(yīng)的幫助下,實(shí)現(xiàn)Bell態(tài)以及多光子量子態(tài)的完全分辨,取得了如下成果:(1)利用hyper-entanglement來(lái)實(shí)現(xiàn)GHZ態(tài)的分辨我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)用動(dòng)量自由度或者極化自由度作為輔助粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)完全的、確定性的GHZ態(tài)的分辨。通過(guò)以動(dòng)量自由度或者極化自由度作為輔助粒子來(lái)實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的分辨的方法,在其他的理論方案中也被使用過(guò),但在其它的理論方案中,需要兩個(gè)實(shí)驗(yàn)光路才能實(shí)現(xiàn)這兩種方案,而我們只需要一個(gè)光路圖就可以實(shí)現(xiàn)兩種方案。不僅如此,我們可以做到對(duì)GHZ態(tài)的完全、確定的分辨。(2)利用quantumcommunicationbus來(lái)實(shí)現(xiàn)幾乎確定的Bell態(tài)分辨我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)方案,來(lái)實(shí)現(xiàn)幾乎完全確定的兩光子Bell態(tài)分辨。我們的方案使用了 quantum communication bus(qubus),非線性交叉克爾,線性光學(xué)元件以及量子非破壞性測(cè)量(QND)來(lái)代替以前方案中僅僅使用光學(xué)元件或者相干態(tài)等,并且不需要任何的輔助態(tài)。此外我們還將此方法推廣到任意光子的量子態(tài)分辨,成功概率幾乎達(dá)到1,為實(shí)現(xiàn)量子通信和量子計(jì)算提供了一個(gè)可行的實(shí)現(xiàn)方法。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O413

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 文晶姬;Yeon Kyu-Hwang;王洪福;張壽;;Scheme for generating a cluster-type entangled squeezed vacuum state via cavity QED[J];Chinese Physics B;2014年04期

，

本文編號(hào)：1297332