自旋鏈中任意兩粒子純態(tài)的傳輸.pdf

1、早在六十年代,費(fèi)曼就提出過(guò)量子計(jì)算的設(shè)想。不過(guò)直到最近十多年,量子通信與量子計(jì)算的優(yōu)越性逐漸被人們所認(rèn)知,越來(lái)越多的人進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域,相關(guān)的理論文章不斷涌現(xiàn),逐漸發(fā)展成為最有活力的研究領(lǐng)域之一。量子通信與經(jīng)典通信的最大區(qū)別是可以實(shí)現(xiàn)通信的絕對(duì)安全。經(jīng)典通信很容易被竊聽(tīng),所以要進(jìn)行復(fù)雜的編碼,但是也有被破譯的風(fēng)險(xiǎn);而量子通信利用量子態(tài)具有的糾纏特性,可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送方與接收方的關(guān)聯(lián),竊聽(tīng)很容易被發(fā)現(xiàn),可以重新傳輸,實(shí)現(xiàn)保密通信。量子通信一般用

2、光子作為載體,從量子隱形傳態(tài)到現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離量子通信,已經(jīng)獲得了很大的發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái)有可能實(shí)現(xiàn)商用,走進(jìn)千家萬(wàn)戶。量子計(jì)算相比經(jīng)典計(jì)算其最大的優(yōu)點(diǎn)就是計(jì)算的并行性,這是由量子力學(xué)的態(tài)疊加原理決定的,所以量子計(jì)算可以解決一些經(jīng)典算法無(wú)法解決的問(wèn)題。
　　 在量子計(jì)算中,量子信息的短程傳輸非常重要,S.Bose提出的自旋鏈模型成為研究的重點(diǎn)。自旋鏈模型有一些優(yōu)點(diǎn):首先,因?yàn)榱孔佑?jì)算基本上是在固態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行的,所以用自旋鏈可

3、以有很好的兼容性,如果使用光子,就會(huì)涉及到光子與固態(tài)系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)化問(wèn)題,而這是很難實(shí)現(xiàn)的;其次,自旋鏈模型不需要對(duì)中間的量子位進(jìn)行操作,所以操控上比較簡(jiǎn)單。我們主要研究了在自旋鏈信道中任意兩粒子純態(tài)的傳輸,并且分析了環(huán)境自旋噪聲,非同步測(cè)量和不完全初始化這三種常見(jiàn)噪聲的影響。因?yàn)橹苯油茝VS.Bose的方案效果并不理想,我們改進(jìn)傳輸方案,使用輔助鏈信道并用端點(diǎn)弱耦合鏈代替均勻鏈。結(jié)果顯示改進(jìn)的輔助鏈信道能在更遠(yuǎn)的距離達(dá)到更高的保真度并實(shí)現(xiàn)

4、完美傳輸,而且我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境自旋噪聲對(duì)輔助鏈信道的傳輸成功率沒(méi)有影響,只要對(duì)兩條輔助鏈的測(cè)量時(shí)間間隔很短,非同步測(cè)量對(duì)成功率的影響非常小,并且給出了在不完全初始化條件下實(shí)現(xiàn)完美傳輸時(shí)成功率的一般表達(dá)式。
　　 本文有以下五章:第一章詳細(xì)介紹了量子計(jì)算的一些算法和實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的物理模型;第二章簡(jiǎn)要介紹了量子態(tài)傳輸?shù)幕緝?nèi)容;第三章簡(jiǎn)要介紹了自旋鏈信道的一些傳輸協(xié)議;第四章詳細(xì)介紹了我們對(duì)自旋鏈信道中任意兩粒子純態(tài)傳輸?shù)难芯?第五章是