24172.nv中心在量子信息處理和量子計(jì)算中應(yīng)用的研究

1、分類號(hào)學(xué)校代碼041310542密級(jí)學(xué)號(hào)2Q!!Q!!!Ql羔魚N—V中心在量子信息處理和量子計(jì)算中應(yīng)用的研究ApplicationsofN—Vcentersinquantuminformationprocessingandquantumcomputation研究生姓名趙宇靖指導(dǎo)教師姓名、職稱方細(xì)明教授學(xué)科專業(yè)原子與分子物理研究方向量子信息湖南師范大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)辦公室二。一四年五月博士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)要求。并且由于TLR、N—V中心及C

2、BJJ的相干時(shí)間足夠長(zhǎng)，因此在此系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)高保真度的量子信息的存儲(chǔ)與取回。第三章，我們利用一個(gè)復(fù)合量子系統(tǒng)中的三種相互作用哈密頓量制備了Ⅳ量子比特GHZ糾纏態(tài)。此系統(tǒng)中僅僅包含1個(gè)可以調(diào)節(jié)的CBJJ量子比特和Ⅳ個(gè)NV中心量子比特，并且CBJJ和TLR以及Mv中心和TLR之間的相互作用能夠通過(guò)調(diào)節(jié)CBJJ的外部參數(shù)以及每個(gè)TLR的頻率而被獨(dú)立地打開(kāi)和關(guān)閉，因此能夠容易的獲得三種相互作用哈密頓量。由于在整個(gè)操作過(guò)程中不需要調(diào)節(jié)N—V中心

3、量子比特的能級(jí)間隔，因此操作得到了極大地簡(jiǎn)化。并且此方案中的操作時(shí)間和N—V中心量子比特?cái)?shù)無(wú)關(guān)，因此操作時(shí)間不會(huì)隨量子比特?cái)?shù)的增加而增加。第四章，我們首先在一個(gè)復(fù)合固態(tài)量子系統(tǒng)中制備了Ⅳ量子比特線性團(tuán)簇態(tài)，然后通過(guò)連接兩條線性團(tuán)簇態(tài)而擴(kuò)展成了一個(gè)更大的一維和二維團(tuán)簇態(tài)，最后利用這兩種團(tuán)簇態(tài)證明了量子計(jì)算的兩種操作。在這一系統(tǒng)中，通過(guò)交換虛光子和消去失諧?？梢杂行У匾諷EJTLR和CBJJ的激發(fā)，這極大地減少了TLR和CBJJ的實(shí)驗(yàn)要求。

4、通過(guò)調(diào)節(jié)TLR的頻率和CBJJ的能級(jí)分裂間隔，可以有效地打開(kāi)和關(guān)閉N—V中心一TLR之間以及CBJJTLR之間的相互作用，因而此方案非常容易控制。并且在此系統(tǒng)中所使用的固態(tài)量子比特具有非常好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。第五章，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)基于復(fù)合固態(tài)量子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1_2通用量子克隆機(jī)的方案。在我們的系統(tǒng)中不存在飛行量子比特，并且通過(guò)調(diào)整CBJJ的外部參數(shù)和每一個(gè)TLR的頻率可以使得CBJJTLR和NVTLR相互作用類似于開(kāi)關(guān)中的“開(kāi)／關(guān)”功能。