利用腔QED系統(tǒng)和cross-kerr介質(zhì)制備糾纏態(tài)及實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài).pdf

1、福建師范大學(xué)碩士學(xué)位論文利用腔QED系統(tǒng)和cross-kerr介質(zhì)制備糾纏態(tài)及實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)姓名：杜茜華申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：理論物理指導(dǎo)教師：林秀敏20080401摘要摘要量子信息科學(xué)是將量子力學(xué)應(yīng)用于信息科學(xué)而形成的一門新興交叉學(xué)科，它包括量子密碼術(shù)、量子通信和量子計(jì)算等。量子信息學(xué)在許多方面有著經(jīng)典信息學(xué)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，比如在提高運(yùn)算速度、確保信息安全、增大信息容量和提高檢測(cè)精度等方面量子信息學(xué)有可能突破現(xiàn)有的經(jīng)典信息系統(tǒng)的

2、極限。量子糾纏是檢驗(yàn)量子力學(xué)基本問(wèn)題的有力工具，也是量子信息科學(xué)最基本的資源。特別是多比特糾纏態(tài)，在量子信息科學(xué)中起著更為重要的作用。因?yàn)槎啾忍丶m纏態(tài)具有更為特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，應(yīng)用在量子信息處理過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生許多特殊的現(xiàn)象，例如受控量子隱形傳輸、受控密集編碼、量子多方通訊、量子密碼和分布式量子計(jì)算等。在多比特糾纏態(tài)中，比較常見(jiàn)的糾纏態(tài)有G H Z 態(tài)、W 態(tài)和C l u s t e r s t a t e s等。作為最近( 2 0 0

3、0 年) 剛提出的一種糾纏態(tài)，C l u s t e rs t a t e s 自提出就引起了人們極大的關(guān)注，這類糾纏念不僅具有比G H Z 態(tài)穩(wěn)固、抗消相干能力更強(qiáng)的特點(diǎn)，而且可用來(lái)制備G H Z 態(tài)和實(shí)現(xiàn)僅需要單比特量子態(tài)測(cè)量的o l l e ．w a y 量子計(jì)算，從而解決了基于大量邏輯門的量子計(jì)算機(jī)保真度不高，很難構(gòu)建大的量子網(wǎng)絡(luò)的難題。量子隱形傳態(tài)是B e n n e t t 等人在1 9 9 3 年首次提出的，被認(rèn)為是量子計(jì)

4、算和量子信息處理的一種非常有用的而且是很簡(jiǎn)單的操作。量子隱形傳念應(yīng)用了量子特性來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳送和處理，提高了通訊的安全性，是量子信息處理的一個(gè)重要分支。腔Q E D 系統(tǒng)為量了信息處理捉影} 了·個(gè)理想! 的物理實(shí)現(xiàn)甲臺(tái)，而c r o s s ．k e r r介質(zhì)m 于其提供簡(jiǎn)竹而亢觀的物邢實(shí)現(xiàn)也吸引了人們的興趣。本文書要研究了如何在腔Q E D 系統(tǒng)中克服和利剛消相干效應(yīng)實(shí)現(xiàn)斑子態(tài)傳送和制備量子糾纏態(tài)，在c r o s s

5、- k e r r 介質(zhì)系統(tǒng)中制備糾纏量子念。 主要內(nèi)容包括：1 、利用腔泄漏消相干效應(yīng)制備多光子G H Z 念G H Z 態(tài)是一種重要的多粒子糾纏態(tài)，已被人們大量地用于量子通訊，如秘密共享、多比特量子傳送和受控量子密集編碼等方案中。另外，光子是最佳的飛行比特，它的兩個(gè)極化方向作為量子比特很有優(yōu)勢(shì)，如量子比特可以通過(guò)制備多個(gè)單光子脈沖進(jìn)行擴(kuò)展，可以通過(guò)精確的極化旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)光子的單比特操作等?；谇恍孤┬?yīng)我們提出一個(gè)制備多光子G H Z