固態(tài)量子器件的量子態(tài)制備及邏輯門實(shí)現(xiàn).pdf

1、固態(tài)量子器件是近幾年的國際前沿研究熱點(diǎn)，也被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的系統(tǒng)之一。本文將著重研究超導(dǎo)比特和NV色心這兩種固態(tài)系統(tǒng)在量子信息處理中的量子態(tài)制備及邏輯門操作。本文共分為五個(gè)章節(jié):
　　第一章為序言，主要介紹了本文的研究背景和固態(tài)比特的發(fā)展進(jìn)程，并著重介紹了和本文相關(guān)的研究成果。
　　第二章介紹了量子信息與量子光學(xué)方面相關(guān)知識(shí)，介紹后續(xù)章節(jié)所需要的基礎(chǔ)理論知識(shí)和概念。
　　第三章主要介紹了本文的一項(xiàng)研究工作，

2、提出一種在電路QED中制備量子存儲(chǔ)器的宏觀W-型糾纏相干態(tài)的方案。創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　本方案中我們采用的量子存儲(chǔ)器為NV系綜，每個(gè)NV系綜分布在不同的腔中。本方案中的NV系綜的初始態(tài)只需處于基態(tài)而無需制備到相干態(tài)，這將大大地減少實(shí)驗(yàn)的難度。在大多數(shù)的操作時(shí)間中，每個(gè)腔始終處于真空態(tài)，因此由腔衰減和腔與腔之間的串?dāng)_所引起的消相干將得到極大程度的遏制。此外，本方案只需要一個(gè)腔外耦合比特。制備好的W型糾纏相干態(tài)可以在NV系綜中儲(chǔ)存很長時(shí)間

3、，然后傳輸?shù)角恢校@在量子通訊中具有很好的應(yīng)用潛力。本方案具有一般性，可以用來制備分布在不同腔中原子系綜或者別的自旋系綜的W型糾纏相干態(tài)。
　　第四章主要介紹了本文的另一研究工作，在一個(gè)多腔體系中實(shí)現(xiàn)一種多目標(biāo)比特的非常規(guī)幾何相位門。創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　該多比特相位門是由一個(gè)共同的控制比特控制著分布在不同腔中的目標(biāo)比特，它只需要一步操作即可完成，同時(shí)操作時(shí)間與比特的數(shù)目無關(guān)，且只需使用每個(gè)比特的兩個(gè)能級(jí)。該多比特門還是通用的量