基于量子催化的量子态工程
发布时间：2021-01-29 21:43
非经典光场以其独特的性质在量子光学和量子信息学中占据了重要的地位,因而对非经典光场的制备及其性质的研究都具有非常重要的意义。量子信息学作为一门新兴学科,以量子计算机和量子通信为主要内容日益发展起来。量子信息学以量子位作为信息载体,按照量子力学原理进行计算或操作,从而使量子信息学比经典信息学更具有优越性。非经典量子态在量子信息处理中有着重要的作用。本论文的主要工作如下。1.基于量子催化和双模压缩操作,我们提出了一种产生非高斯量子态的方案,将压缩真空态和任意数目的Fock态作为输入态,产生的输出态被称为Laguerre多项式加权压缩态。然后利用Wigner函数和压缩度研究了生成态的非经典性质。研究表明可通过调控催化参数r、ξ和m来发现更多的压缩存在的区域和获得压缩效应的改善,而且相比于单光子催化情况,多光子催化在较高的压缩参数r也具有压缩效应。这些结果为进一步探究多模量子催化情况提供坚实的理论基础,丰富了量子信息与量子计算。2.基于条件测量和光学分束器,将多光子催化作用到偶纠缠相干态（EECSs）的两个模式中,得到的量子态恰好是一种Laguerre多项式激发的EECSs（LPE-EECSs...
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图3.1：双模压缩制备量子非高斯态的量子催化模型
.2：催化态的压缩效应。(a)初始 SMSV 和催化态的 dB[X]零差异包络；(b)SM子催化态的方差 dBout|[ X] 随 的变化；(c)初始 SMSV 的 dB [X]和催化态的 d异包络对比；(d)多光子催化态的方差 dBout|[ P] 随 的变化。若输出态的正交方差( )out2|X 或( )out2|P 小于 1/2，则可通过 X 和 P 判态存在压缩效应。现在，我们通过使用所定义的对数标度来分析压缩 ( ) ( )outout2 2| 10|[ ] 10log [ / ]vacX X X 和 dB ( ) ( outout2 | 10|[ ] 10log [ / P P P ，( )2vac X 和 ( )2vac P 表示真空态的正交方差。实际上如果 dB|ouX |outP 小于 0，那么就可以定量的分析推断出该量子态|out 为压缩态。如上所述，对于零光子催化，输出态实际上是压缩真空态，与初始压缩比，其压缩参数较小。因此，只需要研究非零光子催化的情况。此外，子态 SMSV 沿着正交分量 X 被压缩时，与输入态的 dB|inX 相比，主
dB|outP 的零差异包络变化关系以及压缩改善的区域。也分别绘制了 ΔdB X dB|outX - dB|inX =0 和 ΔdB P = dB|outP - dB =0 在(r,ξ)空间中着催化光子数的变化关系图[如图 3.2(a)和(c)所示]。在这些虚线(或点虚线)中，异小于零，表明在一定范围内，多光子量子催化可以改善压缩效应，半宽度以r 的高度和最小值随着催化光子数 m 的增加而减小。此外，对于单光子催化的况(m=n=1),催化态( ) ( ) 21 sinh 0out → b b r S 。只有沿着正交分量 P 才能得压缩效应的改善。然而，对于多光子催化的情况(m=n≥2) ，在两个不相交区域，沿着正交分量 X 或 P，催化态的压缩效应都可以得到改善。为了进一步究压缩效应，为了与输入态的 dB|inX (黑色固体直线)进行比较，对于给定具有的双模压缩参数 r 的多光子催化态，分别绘制了其 dB|outX 、dB|outP 着压缩参数 ξ 变化关系图[如图 3.2(b)和(d)所示]。研究表明量子催化和双模压作用改善了压缩效应。沿着坐标分量 X，压缩效应更为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deformed photon-added entangled squeezed vacuum and one-photon states: Entanglement, polarization, and nonclassical properties[J]. A Karimi,M K Tavassoly. Chinese Physics B. 2016(04)
[2]光束分离器算符的分解特性与纠缠功能[J]. 贾芳,徐学翔,刘寸金,黄接辉,胡利云,范洪义. 物理学报. 2014(22)
本文编号：3007658
【文章来源】：江西师范大学江西省
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图3.1：双模压缩制备量子非高斯态的量子催化模型
.2：催化态的压缩效应。(a)初始 SMSV 和催化态的 dB[X]零差异包络；(b)SM子催化态的方差 dBout|[ X] 随 的变化；(c)初始 SMSV 的 dB [X]和催化态的 d异包络对比；(d)多光子催化态的方差 dBout|[ P] 随 的变化。若输出态的正交方差( )out2|X 或( )out2|P 小于 1/2，则可通过 X 和 P 判态存在压缩效应。现在，我们通过使用所定义的对数标度来分析压缩 ( ) ( )outout2 2| 10|[ ] 10log [ / ]vacX X X 和 dB ( ) ( outout2 | 10|[ ] 10log [ / P P P ，( )2vac X 和 ( )2vac P 表示真空态的正交方差。实际上如果 dB|ouX |outP 小于 0，那么就可以定量的分析推断出该量子态|out 为压缩态。如上所述，对于零光子催化，输出态实际上是压缩真空态，与初始压缩比，其压缩参数较小。因此，只需要研究非零光子催化的情况。此外，子态 SMSV 沿着正交分量 X 被压缩时，与输入态的 dB|inX 相比，主
dB|outP 的零差异包络变化关系以及压缩改善的区域。也分别绘制了 ΔdB X dB|outX - dB|inX =0 和 ΔdB P = dB|outP - dB =0 在(r,ξ)空间中着催化光子数的变化关系图[如图 3.2(a)和(c)所示]。在这些虚线(或点虚线)中，异小于零，表明在一定范围内，多光子量子催化可以改善压缩效应，半宽度以r 的高度和最小值随着催化光子数 m 的增加而减小。此外，对于单光子催化的况(m=n=1),催化态( ) ( ) 21 sinh 0out → b b r S 。只有沿着正交分量 P 才能得压缩效应的改善。然而，对于多光子催化的情况(m=n≥2) ，在两个不相交区域，沿着正交分量 X 或 P，催化态的压缩效应都可以得到改善。为了进一步究压缩效应，为了与输入态的 dB|inX (黑色固体直线)进行比较，对于给定具有的双模压缩参数 r 的多光子催化态，分别绘制了其 dB|outX 、dB|outP 着压缩参数 ξ 变化关系图[如图 3.2(b)和(d)所示]。研究表明量子催化和双模压作用改善了压缩效应。沿着坐标分量 X，压缩效应更为明显。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Deformed photon-added entangled squeezed vacuum and one-photon states: Entanglement, polarization, and nonclassical properties[J]. A Karimi,M K Tavassoly. Chinese Physics B. 2016(04)
[2]光束分离器算符的分解特性与纠缠功能[J]. 贾芳,徐学翔,刘寸金,黄接辉,胡利云,范洪义. 物理学报. 2014(22)
本文编号：3007658
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