線性光學(xué)系統(tǒng)中的量子信息處理.pdf

1、量子信息學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，它主要包括量子通信和量子計(jì)算兩部分，而量子通信也是量子信息學(xué)當(dāng)中非常重要的一個(gè)分支，目前量子通信主要研究的內(nèi)容包括密集編碼，隱形傳態(tài)，量子克隆等。經(jīng)過物理學(xué)家多年的研究，目前已經(jīng)取得了顯著的成果，而且該學(xué)科也已成為當(dāng)前國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)課題之一。
　　 目前，在量子信息的處理過程中，有許多不同的物理系統(tǒng)，例如，腔QED系統(tǒng)，核磁共振系統(tǒng)等，然而相對(duì)于前面幾種系統(tǒng)，光子系統(tǒng)是一個(gè)被認(rèn)為很有發(fā)展前景的系統(tǒng)，

2、因?yàn)楣庾酉到y(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，比如，消相干時(shí)間長(zhǎng)，光子易于傳輸以及易于制備與操作等等，因此通過光學(xué)系統(tǒng)來處理量子信息是一個(gè)十分有前景的課題，本文就如何在線性光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)量子信息的處理作了一定的研究，取得了如下的結(jié)果：
　　 1、在線性光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)密集編碼在線性光學(xué)系統(tǒng)中，提出一個(gè)使用三光子GHZ 態(tài)實(shí)現(xiàn)密集編碼的方案。該方案中，Alice 首先對(duì)她所持有的兩個(gè)光子通過線性光學(xué)元件進(jìn)行編碼，然后將這兩個(gè)光子傳送給Bob。接收到光子后

3、Bob 使用兩個(gè)QND對(duì)等探測(cè)器以及PBS 光學(xué)元件對(duì)他擁有的三個(gè)光子的八個(gè)量子態(tài)進(jìn)行辨別，根據(jù)測(cè)量的結(jié)果辨別出Alice對(duì)她的兩個(gè)光子所進(jìn)行的操作。在密集編碼過程中Alice 僅傳送兩個(gè)光子，但Bob 可以獲得三比特的經(jīng)典信息。探測(cè)使用的QND 裝置建立在Cross-Kerr nonlinearity基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)可以通過電磁感應(yīng)透明實(shí)現(xiàn)。
　　 2、通過使用線性光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)最優(yōu)普適克隆我們提出了一個(gè)在線性光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)13