基于固体光机械混合量子接口的量子信息处理

发布时间：2020-08-21 00:31

【摘要】：诞生于二十世纪初期的量子理论使我们对自然界的认识程度得到极大的提升,在诸多领域都有重要的应用。量子计算与量子信息就是量子力学应用到信息领域后开创的一门交叉学科,内容涉及物理学、计算机科学和信息科学。其物理实现是将信息编码在含有多个量子比特的量子系统中,利用人为可控的手段,使量子态按照特定的方式演化,从而进行量子信息的传输、存储和处理,然后通过测量将信息读取,完成信息处理的任务中,使量子态进行演化的操作即为量子逻辑门操作,通常情况下这些演化是幺正的。另外,量子计算还需要突破退相干这一障碍,即在退相干时间内完成足够多的量子门操作,这就要求在量子计算过程中,必须保证系统与外部环境隔离开来,以避免在外部环境影响下使幺正演化退相干成非幺正演化。诚然,前人已经对量子计算做了比较详尽的研究,并获得了利用半导体、量子点、超导、离子阱等方法构造量子比特,并且构造量子门。此外,在局域量子计算完成后,量子态从局域量子计算节点输出,传输并输入到远隔位置的量子计算节点,即量子态转移,也是有价值的研究。我们在研究过程中,将基于量子态转移,利用超导量子比特、超导谐振器、纳米机械谐振器、光腔构成量子态传输模型,模型中将超导元件的可集成性、可拓展性、可控性等优点与光学系统的高相干性有效结合,通过纳米机械谐振器的耦合,构成固体-光机械混合量子接口。在此基础上,通过改变驱动场的形式(连续波,高斯脉冲序列),对量子态转移过程中不同环节之间的能量传输效率、占有数转移能力进行了探究。结果表明,我们的方案有潜力在整个物理实现过程中完成量子计算-量子通信-量子计算的一体化,以及量子态的微波-可见光-微波频段的全过程转换。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413

【参考文献】

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1 裴培;固体系统中的量子相干控制与量子计算[D];大连理工大学;2012年

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本文编号：2798659