多量子比特糾纏態(tài)制備的腔量子電動(dòng)力學(xué)方案.pdf

1、量子糾纏是量子力學(xué)不同于經(jīng)典物理最奇特、最不可思議的特征。在量子信息學(xué)領(lǐng)域，量子糾纏被當(dāng)作極為重要的資源廣泛地用于量子隱形傳態(tài)、量子密集編碼、量子密鑰分配和量子計(jì)算等方面，實(shí)現(xiàn)量子信息的過(guò)程就是對(duì)量子態(tài)進(jìn)行操縱的過(guò)程．量子糾纏在檢測(cè)量子力學(xué)基本理論方面也有著重要的意義．雖然現(xiàn)今人們對(duì)兩粒子或者兩體系統(tǒng)量子糾纏的認(rèn)識(shí)已經(jīng)比較全面，并提出了大量的制備方案，但是對(duì)于多粒子或者多體系糾纏，人們還在努力研究探索之中。充分探討量子糾纏的特性在量子理

2、論和量子信息科學(xué)中具有十分重要的意義， 本文基于腔量子電動(dòng)力學(xué)理論研究多原子糾纏態(tài)制備，提出了制備多原子量子比特原生糾纏態(tài)，GHZ態(tài)和W態(tài)的新方案．我們提出了一個(gè)理論方案制備四原子比特原生糾纏態(tài)（genuine entanglcd state，簡(jiǎn)稱GES）．在方案中四個(gè)分離的光腔中各有一個(gè)原子，在光和原子的相互作用為大失諧的條件下，通過(guò)對(duì)輸出光場(chǎng)的探測(cè)來(lái)使原子比特塌縮為GES．我們發(fā)現(xiàn)在理想情況下，得到四原子比特GES的概率為1

3、.對(duì)得到的GES進(jìn)行不同的幺正變換可以得到16個(gè)獨(dú)立正交的GESs．這16個(gè)GESs形成四原子比特的原生糾纏態(tài)表象，這種原生糾纏態(tài)表象有助于我們對(duì)多粒子糾纏的研究．我們考察了四比特的GHZ態(tài)｜GHZ4>，W態(tài)｜W4>，簇態(tài)｜CL4>和對(duì)稱Dicke態(tài)｜D4>等典型的糾纏態(tài)在這個(gè)原生糾纏表象中的表示．我們還研究了探測(cè)器效率對(duì)方案的影響，發(fā)現(xiàn)光子探測(cè)器的探測(cè)效率不會(huì)影響得到的糾纏態(tài)信息的丟失，但會(huì)降低糾纏態(tài)制備的成功概率． 我們還提