基于非破坏性探测的量子超密集编码和量子逻辑门

发布时间：2021-08-16 09:32

　　现在,量子信息学已经成为物理学和信息科学研究的热点之一.和经典信息处理相比,量子信息处理具有很大的优势,可以大大地提高信息处理的效率和安全性.其中光学系统是非常有潜力的量子信息处理系统.因为光学量子信息处理有很多优点,比如光子不容易受外界影响,容易制备和传输,具有较低的消相干作用,而且单个光子的操作比较容易实现.本文介绍了量子信息学的基础知识和实现量子信息处理的光学方法,并且详细地介绍了超纠缠的概念和制备超纠缠的方法以及量子非破坏探测的原理和应用.本文首先提出了一个基于偏振-频率超纠缠和量子非破坏性探测的量子超密集编码方案.发送者Alice可以执行的操作共有16种,对应4比特经典信息,我们传送一个光子就可以实现4比特经典信息的传递.而且我们的方案是近似确定性的,不会破坏量子系统的状态.其次,我们提出了利用交叉克尔非线性和非破坏性探测实现两比特和三比特量子逻辑门的方案.两比特受控z门中,我们用分束器（BS）来调节目标比特的相位,光子与交叉克尔非线性相互作用之后,我们又用了一个BS干涉目标比特在两个路径上的光子态,并根据零差测量和量子非破坏性探测的测量结果执行相应的幺正操作,实现两比特受控... 

【文章来源】：延边大学吉林省 211工程院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 光学量子信息处理基础
    2.1 量子纠缠态
        2.1.1 量子纠缠态的概念
        2.1.2 超纠缠态
    2.2 常见的量子逻辑门
        2.2.1 单比特量子逻辑门
        2.2.2 两比特量子逻辑门
        2.2.3 三比特量子逻辑门
    2.3 常用的线性光学元件
    2.4 基于交叉克尔非线性的量子非破坏性探测
第三章 利用超纠缠和量子非破坏性探测实现量子超密集编码
    3.1 量子超密集编码方案
    3.2 超纠缠贝尔态分析
        3.2.1 基于频率自由度的贝尔态分析
        3.2.2 基于偏振自由度的贝尔态分析
    3.3 小结
第四章 基于量子非破坏性探测的量子逻辑门
    4.1 两比特量子逻辑门
    4.2 三比特量子逻辑门
    4.3 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-qubit quantum-gate operation with an SQUID in a cavity[J]. 石惠敏,於亚飞,张智明.  Chinese Physics B. 2012(06)
[2]耗散系统中实现原子态量子隐形传态的保真度[J]. 潘长宁,方见树,彭小芳,廖湘萍,方卯发.  物理学报. 2011(09)
[3]Feasible schemes for quantum swap gates of optical qubits via cavity QED[J]. 唐世清,张登玉,汪新文,谢利军,高峰.  Chinese Physics B. 2011(04)
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[5]量子密码术[J]. 桂有珍,韩正甫,郭光灿.  物理学进展. 2002(04)
[6]核磁共振量子计算中的赝纯态制备[J]. 方细明,朱熙文,冯芒,高克林,施磊.  物理学报. 1999(08)



本文编号：3345427