自旋鏈中任意兩粒子純態(tài)的傳輸.pdf

1、早在六十年代,費曼就提出過量子計算的設(shè)想。不過直到最近十多年,量子通信與量子計算的優(yōu)越性逐漸被人們所認(rèn)知,越來越多的人進入到這個領(lǐng)域,相關(guān)的理論文章不斷涌現(xiàn),逐漸發(fā)展成為最有活力的研究領(lǐng)域之一。量子通信與經(jīng)典通信的最大區(qū)別是可以實現(xiàn)通信的絕對安全。經(jīng)典通信很容易被竊聽,所以要進行復(fù)雜的編碼,但是也有被破譯的風(fēng)險;而量子通信利用量子態(tài)具有的糾纏特性,可以實現(xiàn)發(fā)送方與接收方的關(guān)聯(lián),竊聽很容易被發(fā)現(xiàn),可以重新傳輸,實現(xiàn)保密通信。量子通信一般用

2、光子作為載體,從量子隱形傳態(tài)到現(xiàn)在可以實現(xiàn)的遠距離量子通信,已經(jīng)獲得了很大的發(fā)展。在不遠的將來有可能實現(xiàn)商用,走進千家萬戶。量子計算相比經(jīng)典計算其最大的優(yōu)點就是計算的并行性,這是由量子力學(xué)的態(tài)疊加原理決定的,所以量子計算可以解決一些經(jīng)典算法無法解決的問題。
　　 在量子計算中,量子信息的短程傳輸非常重要,S.Bose提出的自旋鏈模型成為研究的重點。自旋鏈模型有一些優(yōu)點:首先,因為量子計算基本上是在固態(tài)系統(tǒng)中進行的,所以用自旋鏈可

3、以有很好的兼容性,如果使用光子,就會涉及到光子與固態(tài)系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)化問題,而這是很難實現(xiàn)的;其次,自旋鏈模型不需要對中間的量子位進行操作,所以操控上比較簡單。我們主要研究了在自旋鏈信道中任意兩粒子純態(tài)的傳輸,并且分析了環(huán)境自旋噪聲,非同步測量和不完全初始化這三種常見噪聲的影響。因為直接推廣S.Bose的方案效果并不理想,我們改進傳輸方案,使用輔助鏈信道并用端點弱耦合鏈代替均勻鏈。結(jié)果顯示改進的輔助鏈信道能在更遠的距離達到更高的保真度并實現(xiàn)

4、完美傳輸,而且我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境自旋噪聲對輔助鏈信道的傳輸成功率沒有影響,只要對兩條輔助鏈的測量時間間隔很短,非同步測量對成功率的影響非常小,并且給出了在不完全初始化條件下實現(xiàn)完美傳輸時成功率的一般表達式。
　　 本文有以下五章:第一章詳細介紹了量子計算的一些算法和實現(xiàn)量子計算的物理模型;第二章簡要介紹了量子態(tài)傳輸?shù)幕緝?nèi)容;第三章簡要介紹了自旋鏈信道的一些傳輸協(xié)議;第四章詳細介紹了我們對自旋鏈信道中任意兩粒子純態(tài)傳輸?shù)难芯?第五章是