基于集体旋转无消相干子空间的量子纠缠浓缩和制备

发布时间：2021-11-09 03:07

　　量子纠缠是量子信息处理的核心,普遍用于各种量子信息处理任务。考虑到任务的安全性和有效性,我们往往需要最大化纠缠态。然而,在实际的量子信息处理中,最大化纠缠态与环境接触从而受到噪声的干扰是不可避免的,因此最大化纠缠态可以很容易地就变成非最大化纠缠态。纠缠浓缩是浓缩非大化纠缠态到最大化纠缠态的有效方法之一。但是,当浓缩得到的最大化纠缠态再次与环境接触受到噪音的干扰时又变成了非最大化纠缠态。为了解决量子信息处理中的噪声干扰问题,本文基于交叉克尔非线性,将几个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特即（?）来构建一个集体旋转无消相干子空间,在这个子空间里进行量子信息处理时,其中的量子纠缠态可以抵抗噪声的干扰而保持不变。基于集体旋转无消相干子空间,本文主要做了以下研究:（1）在集体旋转无消相干子空间里进行了纠缠浓缩,不仅得到了最大化纠缠态,而且制备出的最大化纠缠态还能抵抗噪声的干扰,来保证制备的纠缠态不会在噪声的干扰下而再次发生退相干。并且提出的方案通过迭代过程能提高方案的产率,数据分析显示方案即使是在考虑耗散的情况下仍具有很高的保真度,我们还讨论了该方案的实验可行性。（2）基于集体旋转无消相干子空间... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

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偏振分束器的示意图

2量子信息处理理论基础7演化为：aabbbitaaaainabbaenne（2.6）通过上式可看出经过克尔非线性相互作用后，信号光n不发生任何变化而相干光则引入了与信号光的光子数n成正比的相位移。如果想要知道信号光的状态就需要进行测量，但是一旦测量的话信号光就会发生坍塌，这时即便知道了信号光状态，但是也将它破坏掉了无法保存下来。因此引入了非破坏测量，即测量信号光通过克尔非线性之后产生的相移来得到信号光的状态。因此，非破坏测量操作的关键是对相干光的相位进行测量，接下来，将详细阐述本文中用到的非破坏测量方案。图2.2通过克尔介质之后光子的相互作用示意图。2.3X零差测量综上所述，在量子信息处理中，要是想测量信号光的状态，为了不破坏信号光，可以在信号光在经过交叉克尔非线性介质后进行光子数的非破坏测量，即可以通过对探测模相干光的相位区分测量来完成。这里主要讨论的是其中一种非破坏测量方式—坐标零差测量（X零差测量）。X零差测量能够区分产生的相移角度的大小却不能区分出正负，即无法区分ine。X零差测量的原理是：首先把相干光给投影到坐标空间里，然后根据得到的坐标值来得知相干光的相

2量子信息处理理论基础91cos1111cos2222errnPerfnerfc（2.12）当n时，两个高斯曲线的波峰间距为21cosxdnn，21222errPerfcn，从这公式可以看出，由克尔非线性产生的相移角度，相干光的振幅强度以及信号光的光子数n[62]，它们的变化都会对基于测量结果的误差率造成影响，那么弱的非线性相移角可以用强的相干光来补偿，这为非线性光学的研究提供了新的思路。图2.3坐标零差测量高斯曲线。2.4量子逻辑门2.4.1单量子比特门因为单量子比特态矢是二维Hilbert空间的矢量，单量子比特门是对态矢的幺正变换[62]，所以泡利基矢010=01，01=10x，0=0yii，10=01z是一组单比特门I,X,Y,Z，构成了二维矩阵的基矢。任意的单比特操作都可以用泡利基矢进行展开，当它们在单比特态矢01上作用时可以


本文编号：3484501