量子信息處理中弱測量的應用研究.pdf

1、在實際量子通訊和信息處理過程中，量子系統(tǒng)必然會與周邊環(huán)境產生相互作用。如:在腔QED系統(tǒng)中，光學腔中受控原子與光場環(huán)境形成耦合。這樣的環(huán)境使得承載量子信息的量子比特在動力學演化中會發(fā)生量子退相干或量子耗散，從而阻礙了規(guī)?；孔有畔⑻幚淼膶崿F。本文重點討論光學腔中的受控原子系統(tǒng)，合理考慮結構化光場環(huán)境對量子信息處理的影響，研究基于光學技術的弱測量對量子網絡通訊和量子參數測量精度的作用。本文的研究工作主要包括以下三個方面:
　　首先，

2、為了在結構化光場環(huán)境中實現量子網絡通訊，本文提出了基于多路數據復用器的量子信息處理方案。它可以實現從任意輸出端獲取量子信息。此方案考慮了具有退振幅特征的光場環(huán)境，研究了一種廣義局部測量對量子網絡通訊的保護過程。廣義局部測量作為一種更加普適的弱測量形式，本文發(fā)現它有利于提高量子信息的傳輸效率和量子參量估計精度。
　　然后，本文提出了兩種基于弱測量的量子參數測量方案，即平行參數化方案和連續(xù)參數化方案。通過對兩種測量方案的定量比較，本文

3、得到:在基于弱測量的連續(xù)參數化方案中，量子Fisher信息量的理論精度不但可以達到海森堡極限，而且方案可行性也非常高。以具有退振幅特征的光場環(huán)境為例，本文給出了這兩種基于弱測量參數化方案的優(yōu)化條件。
　　最后，本文討論了弱測量對加速腔QED系統(tǒng)的影響。在非慣性系下，加速腔QED系統(tǒng)的量子動力學演化可以利用Unruh信道描述，表現出Unruh效應。當一個靜止的腔QED系統(tǒng)與這樣的加速系統(tǒng)存在量子關聯時，本文對靜止的腔QED系統(tǒng)合理施