基于離子阱和腔QED系統(tǒng)制備糾纏態(tài)和實現(xiàn)相位門.pdf

1、誕生于20世紀70年代的量子信息科學，將量子力學基本原理應用于信息科學，開拓了量子力學應用的新篇章。量子信息包括量子計算、量子通訊、量子密碼術等?，F(xiàn)今，可以在不同的物理體系中操控量子信息，如離子阱、腔QED、量子點、核磁共振、線性光學系統(tǒng)等。量子信息的載體是量子態(tài)。量子態(tài)的制備、加工、傳輸以及存儲的過程叫做量子信息處理過程。量子糾纏是實現(xiàn)量子信息過程最基本的資源，特別是多比特糾纏態(tài)，在量子信息科學中起著很重要的作用。而相位門是實現(xiàn)量子計

2、算所需要的基本邏輯門之一。因此，研究量子糾纏態(tài)和相位門的物理實現(xiàn)具有重要的意義。 離子阱和腔QED作為實現(xiàn)量子信息過程的兩種重要物理實現(xiàn)系統(tǒng)，在量子信息科學中起著十分重要的作用。因此，本人把基于離子阱和腔QED系統(tǒng)的量子信息過程作為碩士學位論文研究課題。主要包括以下三方面工作： 1、基于用一系列激光驅(qū)動離子，提出了一個利用囚禁離子系統(tǒng)的絕熱演化制備singlet態(tài)方案。該方案的優(yōu)點就是當Lamb-Dicke極限滿足時，離

3、子運動模不需要冷卻到基態(tài)；利用絕熱方法和選擇合適的附加失諧量使得由原子的自發(fā)輻射和聲子激發(fā)所導致的耗散得到了有效的抑制；并且不需要精確調(diào)節(jié)相互作用時間。 2、利用腔輔助作用提出了制備GHZ態(tài)和cluster態(tài)方案。首先，利用弱相干光被單原子腔反射這個基本模型，提出了制備N原子GHZ態(tài)方案。然后對該方案做點修改，可用來制備N原子cluster態(tài)。在理想的情況下，本方案的成功概率接近1。在整個制備過程中，由于原子激發(fā)態(tài)沒有布居，也沒