基于光子晶体腔链量子态操纵的实现

发布时间：2020-11-05 17:55

　　 光子晶体腔作为光通讯的核心器件,近年来成了人们研究的热点之一。本文主要利用绝热条件,基于原子与光子晶体腔耦合系统,提出了实现量子态传输、相位门以及三维纠缠态制备的方案,具体工作如下:1、研究了一维光子晶体腔链中任意两节点间实现量子态传输的问题,并拓展到二维光子晶体腔。在绝热条件下,利用原子和光子晶体腔链耦合模型的暗态,可实现一维光子晶体耦合腔链中两个腔之间量子态的传输。在量子态传输的过程中若原子与腔的耦合强度足够大,则腔的激发态的布居数可以忽略。并讨论了腔链的长度、初态的制备、腔的衰减、原子与腔的耦合强度等对量子态传输保真度的影响。方案有助于实现量子网络,为多量子比特操纵提供理论基础。2、提出了一维光子晶体腔链中量子可控相位门实现的方案。该方案可以在任意长距离的奇数腔内进行量子相位门操作,系统具有很高的保真度。两比特原子相位门的条件相移既不依赖本征能量的动力学相位,也不是由演化过程中的Berry相产生的,它来源于暗态本身的演变。3、研究了两个五能级原子和单模光子晶体腔场耦合时暗态的具体形式和三维纠缠态的制备。发现在暗态的条件下,原子总是处于基态,腔的激发态在一定的条件下可以被忽略,在这个基础上,本方案可以不考虑原子的自发辐射和光子晶体腔的耗散。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O734;O413
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 量子信息简介
    1.2 光子晶体腔
    1.3 本文内容安排
第2章 基本理论
    2.1 量子比特
    2.2 量子纠缠态
    2.3 泡利算子
    2.4 纯态和混合态
    2.5 Jaynes-Cummings模型
第3章 基于光子晶体腔的量子态传输
    3.1 引言
    3.2 一维光子晶体腔
        3.2.1 理论模型及推导
        3.2.2 量子态传输的实现
        3.2.3 保真度
    3.3 二维光子晶体腔
        3.3.1 理论模型及推导
        3.3.2 量子态传输
        3.3.3 二维光子晶体腔拓展
    3.4 二维腔-光纤-腔系统
        3.4.1 理论模型及推导
        3.4.2 量子态传输的实现
    3.5 本章小结
第4章 基于一维光子晶体腔链的相位门的实现
    4.1 引言
    4.2 理论模型及推导
    4.3 量子相位门的实现
    4.4 保真度
    4.5 本章小结
第5章 基于光子晶体腔的最大纠缠态的制备
    5.1 引言
    5.2 理论模型及推导
    5.3 最大纠缠态的制备
    5.4 保真度
    5.5 本章小节
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
附录

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 ;Long-range adiabatic quantum state transfer through a linear array of quantum dots[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年09期

2 吴韬;何娟;倪致祥;;基于SQUIDs和腔场相互作用传送量子信息的方案(英文)[J];原子与分子物理学报;2009年03期

3 向少华,宋克慧;用腔场QED技术实现量子信息转移[J];物理学报;2005年03期

本文编号：2871988