腔量子電動力學(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)，是一門關(guān)于量子力學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)的交叉學(xué)科?；诹孔犹匦浴⒃谔岣哌\算速度、確保信息安全、增大信息容量和提高檢測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，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，且不同于分離變量糾纏態(tài)的

2、制備，后者往往依賴于符合測量條件的特定選擇，而制備連續(xù)變量糾纏態(tài)無需這一限制。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隨時間衰退減弱。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、穩(wěn)定的、高糾纏度的糾纏源具有非常重要的意義和價值。本文主要研究腔量子電動力學(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，簡要

3、介紹了本文的研究背景、意義及主要內(nèi)容。簡述量子糾纏態(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—腔場相互作用的基本理論。簡述了量子糾纏態(tài)的定義和分類，簡單介紹了雙模連續(xù)變量糾纏的判據(jù)以及原子—腔場相互作用的半經(jīng)典理論和全量子理論。
　　 第三章，基于拉曼激發(fā)，研究在一個四能級單原子腔QED系統(tǒng)中實現(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的運動方程;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，通過嚴(yán)格的數(shù)值模擬，對于我們提出的方案在短時間內(nèi)實現(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)典場強度以及相應(yīng)頻率失諧量對腔模糾纏特性的影響。
　　 第四章，提出了一個在微波驅(qū)動Ⅴ型三能級原子—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