利用腔QED實(shí)現(xiàn)量子態(tài)制備和隱形傳輸.pdf

1、量子信息學(xué)是量子力學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科。它是以量子態(tài)作為量子信息的載體，以對(duì)各種量子態(tài)的制備和操縱來實(shí)現(xiàn)對(duì)量子信息的處理，通常包括量子計(jì)算和量子通信兩部分。目前，人們提出的實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和量子通信的物理系統(tǒng)中，腔量子電動(dòng)力學(xué)(腔QED)是研究得比較早、發(fā)展得比較快，并被認(rèn)為是最有前途的方案之一。 腔QED的主要思想是將俘獲的原子約束在高品質(zhì)腔中，把量子信息貯存在原子能態(tài)上，由于腔內(nèi)原子都與腔模場耦合，導(dǎo)致了原子

2、間相互作用。如果原子被包圍在一個(gè)高品質(zhì)的腔中，則原子——光子系統(tǒng)和周圍環(huán)境之間的消相干(decoherence)作用就可以在很大程度上被抑制，這種抑制效果使得原子——光子系統(tǒng)在動(dòng)力學(xué)特征時(shí)間尺度內(nèi)保持良好的量子相干性。在現(xiàn)代的一些實(shí)驗(yàn)中，腔QED實(shí)驗(yàn)所取得的很高程度的相干性使得它成為量子信息領(lǐng)域包括量子通訊、量子計(jì)算和量子控制的理想試驗(yàn)場。 本論文討論腔QED在量子信息中的若干應(yīng)用，主要工作有： 1、量子態(tài)制備。研究在熱腔場中

3、制備Ξ型三能級(jí)原子最大糾纏態(tài)．。多原子最大糾纏態(tài)不僅可用于驗(yàn)證量子非局域性，而且，多原子糾纏態(tài)的制備與操縱是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。讓原子躍遷與腔場大失諧來制備多原子最大糾纏態(tài)，腔場處于虛擬激發(fā)狀態(tài)，原子與腔之間就沒有能量交換，這有效地抑制了腔泄漏效應(yīng)和腔延遲作用的影響，從而降低對(duì)腔的品質(zhì)因子的要求。 2、量子隱形傳輸。研究無Bell基測量的量子隱形傳態(tài)方案。讓兩原子同時(shí)在一個(gè)強(qiáng)經(jīng)典驅(qū)動(dòng)場驅(qū)動(dòng)下和一個(gè)單模腔場發(fā)生大失諧相互作用，