基于绝热捷径技术的三维纠缠制备

发布时间：2021-04-01 00:52

　　高维纠缠因其具有比量子比特纠缠更优越的特性而受到越来越多的关注。近年来,为了加速量子绝热慢过程,研究者们提出并发展了绝热捷径技术。为了快速、精确地获得鲁棒的高维纠缠,我们提出一系列利用绝热捷径技术制备三维纠缠的方案。（1）利用基于不变量的绝热捷径技术,我们提出了空间分离的两原子三维纠缠的快速制备方案。方案中,两个原子分别束缚在由一根光纤相连接的两个光学腔中。我们选取了合适的参数,并通过数值模拟讨论了方案的鲁棒性和可行性。（2）我们提出Lewis-Riesenfeld不变量和无跃迁量子驱动两种方案来制备三原子树形三维纠缠。数值模拟结果表明,我们选择的参数可以保证高保真度的三原子树形三维纠缠快速制备。两种方案对参数偏差、原子自发辐射、腔-光纤系统的光子泄漏都是鲁棒的。此外,我们也讨论了两种方案的优缺点。（3）为了解决Lewis-Riesenfeld不变量方案和无跃迁量子驱动方案制备三原子树形三维纠缠所遇到的问题,我们提出超绝热捷径方案优化三原子树形三维纠缠的快速制备。超绝热捷径方案中的脉冲是实验上更容易实现的双峰高斯脉冲,得到的布局转移也近乎完美。（4）为了抑制激发态布居,我们探索了新的方... 

【文章来源】：延边大学吉林省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１：?Ａ型三能级量子系统示意图??

ａｆ＼??ＩＤ??图２．２：?Ａ型三能级量子系统失谐相互作用示意图??对于如图２．１所示的Ａ型三能级量子系统来说，将（２．２）式中的三个本征态带入??（２．２１）式将会得到无跃迁哈密顿量??ｉ／ＴＱＤ（ｉ）?＝?＃）｜ｌ）（３ｉ＋Ｈ．ｃ．?（２．２２）??这是一个关于｜１〉、｜３〉能级之间的相互作用。对于有些系统（例如原子）来说，??丨：〇、｜３〉能级之间一般是偶极禁戒的，很难实现｜１〉、丨３〉能级之间的相互作用。??为了解决这个问题我们可以采用失谐相互作用的方法，间接地实现丨１〉、｜３〉能级??之间的相互作用ｄ７１ｌ。??如图２．２所示的Ａ型三能级量子系统失谐相互作用，哈密顿量为??⑴＝叫⑷?｜２〉〈１｜?＋?％?⑷?｜２〉〈３｜?＋?Ｒｅ．］?＋?Ａ｜２〉〈２｜，?（２．２３）??这里的％，ｓ⑷不再仅限于实数。在大失谐条件下Ａ》，可以绝热地消除??高能级｜２〉，获得一个近似有效的哈密顿量１５１，７１１??Ｈｅｆｆ（ｔ）?＝?ｉ［｜＾（ｉ）｜２｜ｌ）（ｌ｜?＋?｜＾ｓ（〇｜２｜３）（３｜?＋?（ｎ；－（ｔ）＾ｓ（〇｜ｌ）（３｜?＋?Ｈ．ｃ．）］

沒２⑴＝皆?１?—?ｃｏｓ?—）?．?（２．３９）??在图２．３中，我们画出了当选取不同的一值时量子态｜１〉、｜２〉、｜３〉的布居变化??图。其中态㈨（灸＝１，２，３?）的布居定义为巧＝｜＜ｆｃ｜虫⑷＞丨２，屮⑷是ｆ时刻系??统的状态。图２．３（ａ）到图２．３（ｄ）都能在任意的操作时间下给出从｜１＞到｜３〉的完??美的量子态转移，这说明我们所提出的选择路径绝热捷径技术是非常有效的。通??过对比四个图，我们能够轻易地发现０的值对态｜２〉在演化过程中的布居有非常??大的影响。为了抑制态｜２〉在演化过程中的布居，０的值应该尽可能地小。??２．６量子Ｚｅｎｏ动力学??研究表明，频繁的量子测量可以抑制甚至阻止一个不稳定系统的衰变或跃??迁ｍｍ。考虑极端情况，连续地对一个不稳定系统进行量子测量就会使其保持在??１７??


本文编号：3112374