28931.基于離子阱和受激拉曼絕熱技術(shù)的量子操作

1、基于離子阱和受激拉曼絕熱技術(shù)的量子操作重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：李曉莉指導(dǎo)老師：張小龍副教授專業(yè)：理論物理學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)物理學(xué)院二O一四年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著量子信息科學(xué)的發(fā)展，量子信息的處理成為了人們在物理學(xué)和信息科學(xué)研究中的重要課題之一，量子計算作為量子信息處理的重要部分，成為了人們集中關(guān)注的焦點(diǎn)。離子阱是被用于各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的重要的物理系統(tǒng)，自1995年Criac和Zoller提

2、出離子阱的量子計算方案以來，基于囚禁離子的量子信息處理得到了飛速的發(fā)展，并且取得了很大的成績。通過囚禁離子與光場的相互作用，可以實現(xiàn)的對離子內(nèi)態(tài)和集體振動量子態(tài)控制，為實驗上進(jìn)行精確的可控操作提供了可靠的理論基礎(chǔ)?；谑芗だ^熱技術(shù)的囚禁離子的量子操作的研究在量子信息科學(xué)的發(fā)展中有重要的理論和實際意義。本文主要討論研究了基于離子阱的量子計算方案和利用受激拉曼絕熱技術(shù)的量子操作。主要包括四個部分：1介紹量子計算的理論基礎(chǔ)和基本的物理實現(xiàn)

3、、離子阱的理論結(jié)構(gòu)，尤其是對受激拉曼絕熱技術(shù)的實現(xiàn)過程和囚禁離子與光場的相互作用過程做了詳細(xì)的介紹。2.介紹基于囚禁離子的量子計算方案，分別從最初的Criac和Zoller的冷囚禁離子的量子計算和1999年MΦlmer和SΦzensen提出的對離子的外部振動態(tài)不敏感并且在操作過程中對集體振動運(yùn)動態(tài)的變化也不敏感的熱離子量子計算方案以及具有較強(qiáng)容錯性的幾何量子計算三個方面進(jìn)行介紹，另外，還介紹了另一種，利用受激拉曼絕熱技術(shù)，基于熱運(yùn)動囚禁

4、離子的幾何相位門的實現(xiàn)方案。3.提出一種，利用四能級的tripod型結(jié)構(gòu)的熱囚禁離子，通過受激拉曼絕熱技術(shù)實現(xiàn)兩比特的受控相位門，并且在這個基礎(chǔ)上經(jīng)過連續(xù)的操作實現(xiàn)N比特的Cluster態(tài)的量子操作。這兩個操作過程在實驗操作上比較簡單，只通過改變激光的耦合強(qiáng)度和相位，進(jìn)行演化，這個方案結(jié)合了絕熱通道和熱運(yùn)動囚禁離子的優(yōu)勢，在實驗上具有更大的可行性。4.提出一個，通過暗態(tài)的演化，連續(xù)的產(chǎn)生多比特的對稱Dicke態(tài)的離子阱方案，主要通過對囚