光—纳米机械量子接口

发布时间：2017-08-29 03:29

  本文关键词：光—纳米机械量子接口

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【摘要】：量子接口是量子计算机的重要组成部分,它可完成静态比特和动态比特的转换。带有量子接口的不同节点联合起来,可以完成诸如两个远距离节点间的量子态传送、交换以及确定性的建立量子纠缠等量子操作。本论文研究的量子接口是一种新型的量子接口,所依托的物理系统是纳米机械振子、腔、光纤组成的整体,且纳米机械比特充当静态比特。基于严格的数学求解,我们能够做到驱动激光和入射的单光子波形的完美匹配,从而克服了以前经常存在的入射的单光子不能完全被腔吸收的困难。在该课题的研究中,我们先是理论分析,后进行了数值模拟。在理论分析中,我们采用的是哈密顿量分析法,首先构造全系统的哈密顿量,然后求解波函数的薛定谔方程,求得波函数随时间演化的情况,再推出在节点间量子态传送、生成静态比特和动态比特的纠缠以及在远距离节点间制造纠缠的方程表达式,从而理论上初步验证了方案的可行性。接下来我们分析了退相干的来源,并在目前技术可实现的条件下进行了数值模拟。模拟了在单光子的发射和吸收、纳米机械比特和光子比特的纠缠生成以及远距离节点间的量子态传送这些情况下的保真度。计算结果显示这几种情况的保真度都比较高。从而进一步验证了方案的可行性。综合理论分析和数值模拟来看,这种方案是能够完成量子网路的基本功能,是切实可行的,有一定的实用价值。
【关键词】：量子纠缠 单光子 纳米机械 量子接口
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP38
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-24
• 1.1 量子计算8-11
• 1.1.1 量子力学8-9
• 1.1.2 计算机科学9-10
• 1.1.3 量子计算机10-11
• 1.2 量子接口11-20
• 1.2.1 量子比特11-14
• 1.2.2 从静态比特、动态比特到量子接口14
• 1.2.3 量子接口的意义14-16
• 1.2.4 典型的量子接口介绍16-20
• 1.3 本论文的研究内容及意义20-22
• 参考文献22-24
• 第二章 光机械量子接口24-42
• 2.1 引言24-28
• 2.1.1 量子光力学简介24-25
• 2.1.2 表象变换25-28
• 2.2 工作介绍28-38
• 2.2.1 模型介绍28-29
• 2.2.2 理论分析29-33
• 2.2.3 数值模拟33-38
• 2.3 本章小结38-40
• 参考文献40-42
• 第三章 用电压控制量子比特转换的量子接口42-51
• 3.1 量子点简介42-46
• 3.1.1 量子点定义42-43
• 3.1.2 门量子点的构造43-44
• 3.1.3 双量子点双电子的自旋态44-46
• 3.2 模型分析46-49
• 3.2.1 模型简介46-47
• 3.2.2 理论分析47-49
• 3.3 本章小结49-50
• 参考文献50-51
• 第四章 结论51-52
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果52-53
• 致谢53

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本文编号：751111