基于腔QED技術(shù)實現(xiàn)量子克隆.pdf

1、由于非克隆理論和其他條件的限定,對于精確克隆任意未知的量子態(tài)是不可能的,這是量子力學線性疊加的結(jié)果.然而我們可以在確定的克隆過程中得到近似的拷貝,或者在概率的克隆過程中得到完美的拷貝.因此對量子態(tài)近似克隆的研究已經(jīng)受到了人們廣泛的關(guān)注.
　　我們提出了實現(xiàn)量子克隆的兩個方案.在實現(xiàn)1→2相位協(xié)變量子克隆機(PCCM)的方案中,我們利用N個二能級原子和單模真空腔場相互作用,來實現(xiàn)相位協(xié)變量子克隆機.考慮到受相位和比特反轉(zhuǎn)錯誤引起的消

2、相干影響,我們也對所實現(xiàn)的量子克隆機進行了糾錯.我們首先把1→2相位協(xié)變量子克隆機的形式U編碼在一個未知的態(tài)|φi|0i|0i上,這樣這個三量子比特態(tài)的形式就變?yōu)閁|φi|0i|0i.這個被編碼的態(tài)可以有效抑制三個比特中的任意兩個比特位受相位和比特反轉(zhuǎn)錯誤產(chǎn)生的影響.為了復原初始的態(tài),只需要對后兩個比特位進行相應的Bell測量,根據(jù)測量結(jié)果,對第一個量子比特進行相應的U操作,就實現(xiàn)了量子糾錯的目的.量子遠程克隆結(jié)合量子克隆與隱形傳態(tài)為量

3、子信息領(lǐng)域開辟了新天地,關(guān)于量子克隆和遠程量子克隆態(tài)的研究也越來越為人們所關(guān)注.基于已實現(xiàn)的量子克隆機,利用腔QED技術(shù),一個任意的量子態(tài)可以被遠程克隆到兩個遠距離使用者手中,此方案中量子克隆的保真度不依賴于初態(tài),成功概率為1.0,并且可以被拓展到遠程克隆n-粒子(n≥3) GHZ態(tài).在這個方案中,我們采用了兩個原子與光學腔在強經(jīng)典場下的相互作用,因此本方案對于腔的衰減和熱場來說是不敏感的.利用現(xiàn)今的技術(shù)Bell測量依然很難實現(xiàn),因此在

4、遠程克隆的方案中我們利用通過對兩個原子分別進行探測來實現(xiàn)Bell測量.在實現(xiàn)給定態(tài)附近的量子克隆機的方案中,我們利用控制相位門和線性光學元件,結(jié)合光子和原子的優(yōu)點來實現(xiàn)量子克隆.由于光子與原子相比,它具有長的相消干時間并且在用于線性光學方法時更易于操控.但是另外一方面,光子卻沒有原子便于存儲信息.因此我們采用兩個二能級原子作為存儲量子比特,一個極化光子作為飛行量子比特用于實現(xiàn)在給定態(tài)附近的量子克隆.并且利用實驗裝置末端的探測器,不僅考慮