光学腔中量子关联系统的可导引性研究

发布时间：2020-05-17 04:08

【摘要】：本文以光学腔中量子关联系统为研究对象,讨论了不同类型的光场环境、时空量子场以及参数测量估计对量子态可导引性的影响。最新的光子学实验表明,量子导引是一种可实际操作的量子关联,被广泛应用于光量子信息领域:如通过量子导引构建一些新颖的通信协议。本文的内容主要包括以下三个方面:1.本文讨论了量子关联系统中量子态的可导引性在结构化光场环境中的演化规律。通过量子导引椭球体的动态形变和体积变化,分析了系统与光场环境的耦合作用对量子导引非对称性的影响。光场噪声环境会改变量子导引椭球体的形态,压缩其体积,从而降低量子导引。2.本文在非惯性参考系下,分析了膨胀时空中量子场对量子导引的影响。基于量子光学中腔量子动力学理论,发展量子态矢量映射方法来研究量子导引的演化规律。采用三种不同的量子导引判据,发现量子导引分为物理可获得态部分和不可获得态部分。其中,物理不可获得态的量子导引在增加,而物理可获得态的量子导引随着时空膨胀系数的增加而减小。3.本文对含有相位和振幅的量子关联态,分析了非惯性加速效应对量子参数估计精度的影响。根据相对熵,类比量子Fisher信息量与Bures距离的关系,我们得到一个量子信息散度量。由于非惯性加速效应,量子关联态的参数估计精度随着相应辐射温度的升高逐渐减小到稳定值,遵循量子统计规律。这些研究结论为基于光学系统的量子信息和量子测量等领域提供了理论基础。
【图文】：

平面波导,谐振腔,自旋,原子

1.1 量子信息基础当前，，人们主要采用一些受控量子系统承载量子信息，调控手段包括线性光电磁学方法等。一些常见量子信息载体主要有光子、基于腔 QED 的原子系统、原子、光子晶体、超导线路等。任何一个真实的量子系统不可避免地与外部环境相互作用从而导致量子体系的退相干现象，因而高效处理量子信息存在一定的通过光路模拟的量子系统因其具有良好的抗相干性，不容易产生退相干现象，在通信和量子计算中都有着十分重要的作用。当受限量子系统受到外界环境（如：环境）的影响，采用光学手段调控时，一般都需要分析各种环境以及系统内部参量子信息处理、量子关联特性等方面的影响。为了便于理解这些量子信息技术，中主要介绍了量子态表示、量子态在环境中演化的理论基础、以及量子信息的重源—量子关联等基础知识。1.1.1 量子态的数学与几何表示图 1-1 (a)原子与共平面波导谐振腔耦合图；(b)自旋与共平面波导谐振腔耦合图[6

几何表示,算子表示

量子态总有以下性质： 0，tr[ρ ]=1ρ为纯态时成立。这一性质也可出| | | |1i piζ ζ ，等号当且仅当种几何表示。根据 Bloch 球表示量能级混合态来说，它的 Bloch 矢于 1。动力学演化可以将式(1.5)的 Pauli 算子表示图 1-2 Qubiit 的几何表示
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O413

【参考文献】