耗散机制下分布式量子纠缠的制备

发布时间：2021-01-31 11:25

　　耗散能够破坏量子系统的动力学演化并导致消相干,因此一直被认为是一种消极的因素。如何找到一种可行的方法避免消相干成为量子科学发展的主要问题。在腔量子电动力学系统中,能够引起消相干的因素主要包括腔模泄漏和原子自发辐射等耗散过程。最近,人们提出了一个新颖的观点——耗散过程可以当做促进量子信息处理方案完成的有利条件,将系统中有害的耗散因素转变成一种积极因素。例如在原子-腔以及固态系统中利用系统中存在的耗散过程制备量子纠缠态。这是一种与传统观念截然不同的思想,通过合理地构建系统和环境的相互作用,耗散过程不再干扰幺正动力学的演化。严格地说,它们之间存在一种合作与竞争机制之间的统一和对立关系,共同驱动系统达到稳定。本文主要研究在可分离腔中单独或同时利用多种耗散机制制备分布式稳态纠缠,希望能够为实验工作提供方便和理论支持。在光纤连接和直接耦合的空间分离光学腔中,基于幺正动力学和耗散过程的合作与竞争机制提出两个分布式双原子稳态纠缠的制备方案。在这两个方案中只有一个节点中的原子被外部经典场驱动,这种单边操作能够大大简化实验进程且可以省略量子信息处理任务所需的纠缠分配过程从而保证远程量子信息处理任务的绝对安... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究基础及现状
        1.2.1 量子纠缠
        1.2.2 量子主方程
        1.2.3 基于幺正动力学的制备方案
        1.2.4 利用耗散过程制备纠缠
    1.3 研究的目的及意义
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 利用单边量子比特驱动实现耗散辅助的分布式稳态纠缠的制备
    2.1 引言
    2.2 在腔-光纤-腔系统中利用单边量子比特驱动制备分布式纠缠态
        2.2.1 模型与哈密顿量
        2.2.2 缀饰态表象下的哈密顿量和耗散过程
        2.2.3 利用耗散过程制备目标纠缠态
        2.2.4 可行性分析
        2.2.5 基于分布式稳态纠缠的量子隐形传送
    2.3 在耦合腔系统中利用单边量子比特驱动制备分布式纠缠态
        2.3.1 理论模型
        2.3.2 稳态纠缠的制备
        2.3.3 数值模拟和分析
        2.3.4 稳态方程的解析形式
        2.3.5 基于分布式稳态纠缠的量子态转移
    2.4 本章小结
第3章 在耦合腔中同时利用腔模泄露和原子自发辐射构建分布式稳态纠缠
    3.1 引言
    3.2 耦合腔模型及哈密顿量
    3.3 哈密顿量驱动系统态转化过程
    3.4 同时利用两种耗散机制制备目标纠缠
    3.5 数值模拟和讨论
    3.6 利用不同的跃迁通道制备目标态
    3.7 本章小结
第4章 利用集体光子衰减制备远距离原子多体稳态纠缠
    4.1 引言
    4.2 腔-光纤-腔系统和哈密顿量
    4.3 多体远距离原子纠缠的制备
    4.4 保真度和纯度的数值模拟
    4.5 方案的有效性分析
    4.6 本章小结
第5章 同时利用固态系统中两种耗散因素制备氮空穴色心之间可调的分布式稳态纠缠
    5.1 引言
    5.2 氮空穴色心与微环共振器耦合模型
    5.3 KLM-型稳态纠缠的制备
        5.3.1 利用非局域场模衰减制备纠缠
        5.3.2 利用NV色心的自发辐射制备纠缠
        5.3.3 同时利用两个耗散因子制备纠缠态
        5.3.4 KLM-型稳态纠缠的可调性质
    5.4 方案的鲁棒性
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
个人简历



本文编号：3010773