腔量子電動(dòng)力學(xué)(QED)系統(tǒng)中雙模連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備.pdf

1、量子信息誕生于20世紀(jì)，是一門(mén)關(guān)于量子力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)的交叉學(xué)科?；诹孔犹匦?、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可能突破現(xiàn)有經(jīng)典信息系統(tǒng)的極限。因此，從上世紀(jì)90年代至今它獲得了廣泛關(guān)注和飛速的發(fā)展。量子糾纏這一基本概念誕生于量子力學(xué)，但在量子信息領(lǐng)域中它扮演著極其重要的角色，是量子信息處理的基本資源。近來(lái)，有研究證明連續(xù)變量糾纏態(tài)在量子信息的某些領(lǐng)域有著巨大優(yōu)勢(shì)，且不同于分離變量糾纏態(tài)的

2、制備，后者往往依賴(lài)于符合測(cè)量條件的特定選擇，而制備連續(xù)變量糾纏態(tài)無(wú)需這一限制。進(jìn)而，連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備和特性研究掀起了一片研究熱潮。然而，由于環(huán)境等因素的影響，量子相干性及糾纏性會(huì)隨時(shí)間衰退減弱。量子消相干一直制約著量子糾纏及量子信息科學(xué)的發(fā)展，因此，制備出抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定的、高糾纏度的糾纏源具有非常重要的意義和價(jià)值。本文主要研究腔量子電動(dòng)力學(xué)(QED)系統(tǒng)中雙模連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備。全文共分為五章。
　　 第一章，簡(jiǎn)要

3、介紹了本文的研究背景、意義及主要內(nèi)容。簡(jiǎn)述量子糾纏態(tài)概念的產(chǎn)生及其制備，隨后介紹量子糾纏在量子信息學(xué)里的研究意義，最后簡(jiǎn)述了本文的工作。
　　 第二章，介紹量子糾纏態(tài)的基本概念及原子—腔場(chǎng)相互作用的基本理論。簡(jiǎn)述了量子糾纏態(tài)的定義和分類(lèi)，簡(jiǎn)單介紹了雙模連續(xù)變量糾纏的判據(jù)以及原子—腔場(chǎng)相互作用的半經(jīng)典理論和全量子理論。
　　 第三章，基于拉曼激發(fā)，研究在一個(gè)四能級(jí)單原子腔QED系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)雙模連續(xù)變量糾纏態(tài)的理論方案及相應(yīng)腔

4、模之間的糾纏特性。首先，利用標(biāo)準(zhǔn)的光與物質(zhì)相互作用的全量子理論求解出了腔場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方程;其次，基于段路明等人提出的雙模連續(xù)變量系統(tǒng)充分不可分條件研究了兩腔模間的糾纏特性;最后，通過(guò)嚴(yán)格的數(shù)值模擬，對(duì)于我們提出的方案在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)雙模連續(xù)變量糾纏態(tài)的可行性予以了論證。此外，我們還分析了經(jīng)典場(chǎng)強(qiáng)度以及相應(yīng)頻率失諧量對(duì)腔模糾纏特性的影響。
　　 第四章，提出了一個(gè)在微波驅(qū)動(dòng)Ⅴ型三能級(jí)原子—腔QED系統(tǒng)中制備雙模連續(xù)變量糾纏態(tài)的有效理論方