納米機(jī)械共振腔的相干操縱及其在量子信息中的應(yīng)用.pdf

1、自量子理論被提出以來，相干操縱量子系統(tǒng)就成為量子物理學(xué)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)，量子信息科學(xué)的發(fā)展更加推動(dòng)了這一問題的研究．近年來，隨著實(shí)驗(yàn)條件和技術(shù)水平的進(jìn)步，人們已經(jīng)具備了相干操縱單個(gè)量子系統(tǒng)的能力．腔量子電動(dòng)力學(xué)，離子阱、玻色愛因斯坦凝聚等物理系統(tǒng)的相干操縱已經(jīng)得到了廣泛的研究．最近幾年，由于固態(tài)量子計(jì)算的推動(dòng)，基于固態(tài)系統(tǒng)的相干操縱也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展．納米機(jī)械共振腔、超導(dǎo)量子比特、雙量子點(diǎn)量子比特、電路量子電動(dòng)力學(xué)等系統(tǒng)的發(fā)展使人們

2、開始關(guān)注具有很好集成性和相干性的固態(tài)量子系統(tǒng)的相干操縱．研究這些量子系統(tǒng)的相干操縱不僅可以用來檢驗(yàn)量子力學(xué)的基本理論，幫助加深理解量子力學(xué)的基本原理，還可以挖掘它們?cè)谖磥砑舛思夹g(shù)上的可能應(yīng)用．本論文就納米機(jī)械共振腔的相干操縱、量子特性的探測(cè)以及在量子信息科學(xué)中的可能應(yīng)用展開探討，根據(jù)物理系統(tǒng)的特性，設(shè)計(jì)合理可行的物理方案來實(shí)現(xiàn)納米機(jī)械共振腔的相干操縱和運(yùn)用． 第一部分包括論文的第二章，主要介紹論文中用到的幾個(gè)基本物理系統(tǒng)s納米機(jī)

3、械共振腔、超導(dǎo)電荷量子比特、雙量子點(diǎn)電荷和自旋量子比特、以及電路量子電動(dòng)力學(xué)的概念、結(jié)構(gòu)和物理特性． 第二部分包括第三章和第四章，這一部分討論了如何利用量子比特作為輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)納米機(jī)械共振腔的相干操縱，提出了利用超導(dǎo)電荷量子比特、雙量子點(diǎn)電荷和自旋量子比特來實(shí)現(xiàn)納米機(jī)械共振腔相干操縱的新機(jī)制，并基于這些操縱機(jī)制提出了制備納米機(jī)械共振腔的典型量子態(tài)(如：壓縮態(tài)、貓態(tài)和糾纏相干態(tài))的方案． 第三部分為第五章，提出了利用超導(dǎo)