腔QED系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備和信息濃縮.pdf

1、二十世紀(jì)八十年代以后發(fā)展起來(lái)的量子信息學(xué)是量子力學(xué)和信息科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，量子信息理論可以解決許多經(jīng)典信息所不能夠完成的信息處理功能。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，人們已取得了一系列重要突破，使得該學(xué)科已成為當(dāng)前國(guó)際前沿?zé)狳c(diǎn)課題之一。在量子信息領(lǐng)域，腔量子電動(dòng)力學(xué)(CavityQED)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)量子信息處理乃至量子計(jì)算機(jī)最有前景的物理體系之一，利用腔QED系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)原子量子比特和光子量子比特之間的轉(zhuǎn)變，從而完成量子信息過(guò)程。本文研究利用腔QED

2、系統(tǒng)來(lái)制備最大糾纏態(tài)，以及利用腔QED系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)空間相距遙遠(yuǎn)的原子的信息濃縮過(guò)程，得到了一系列有意義的結(jié)果：第一章首先對(duì)量子糾纏概念產(chǎn)生的歷史背景作了簡(jiǎn)單回顧，接著重點(diǎn)介紹了量子糾纏的基本理論，具體給出了量子糾纏的定義、幾類常見(jiàn)的糾纏態(tài)、糾纏的量度、糾纏操縱的物理手段以及量子不可克隆定理，為下面章節(jié)的研究工作做理論準(zhǔn)備。 第二章介紹了腔QED系統(tǒng)的基本理論，著重闡述了腔QED系統(tǒng)中制備糾纏態(tài)和實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)的技術(shù)，為研究利用腔Q

3、ED系統(tǒng)和糾纏交換制備最大糾纏態(tài)以及利用腔QED系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遙遠(yuǎn)原子的信息濃縮打下基礎(chǔ)。 第三章研究腔QED系統(tǒng)中最大糾纏態(tài)的制備。我們提出了在腔QED系統(tǒng)中利用糾纏交換技術(shù)從相同的初態(tài)制備光子-光子最大糾纏態(tài)和原子-光子最大糾纏態(tài)的方案。我們提出的方案的優(yōu)點(diǎn)是初始糾纏態(tài)的制備相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)也可避免人們常用的Bell基的測(cè)量，使得該方案在實(shí)驗(yàn)上更加容易實(shí)現(xiàn)。 第四章研究腔QED系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遙遠(yuǎn)原子的信息濃縮。我們具體提出了實(shí)現(xiàn)