论文部分内容阅读
不可否认,我们当前便捷信息获取方式建立在信息科学基础之上。但是,现有的信息系统整体性能已接近其理论极限值。为满足日益增长的信息需求,人们必须为信息科学探索新原理与方法。在这种背景下,量子信息学应运而生。量子信息是由量子力学与信息科学相结合形成的一门新兴学科,理论与实验研究已经表明,量子信息可突破经典信息技术瓶颈。
腔量子电动力学(C-QED)方案被认为是当前最富有前景的量子硬件设计方案之一,其主要特点在于,将量子信息储存在位于高品质腔中原子的能态上,将原子作为量子信息的存储单元,而量子门操作与量子信息传输则由操控光腔来实现。随着基于腔QED技术实验的进展,有必要进一步探索新的理论方案以实现量子信息处理。为此,本论文重点研究基于腔QED的原子纠缠态浓缩与传输方案,主要研究工作有:
1.提出了基于腔衰减的W类态浓缩理论方案,该方案考虑了腔衰减和原子自发辐射的影响,而且能通过三能级原子内的非辐射跃迁抑制原子的自发辐射,同时我们利用光子作为信息传输的载体,原子作为信息存储单元。此外,我们把三原子非最大纠缠W态的浓缩方案推广到了N个原子非最大纠缠W态的浓缩情况。
2.提出了无Bell基联合测量的未知原子纠缠态的确定性隐形传输方案,利用驱动原子与腔场发生大失谐相互作用,那么量子态的演化与腔场态是无关的,因此,该方案与腔衰减和热场无关。成功概率能够达到1.0,是一个未知原子纠缠态的确定性隐形传输方案。
3.提出了基于腔衰减的未知原子纠缠态的隐形传输方案,在这个方案中囚禁在两个腔中的两原子纠缠态被传送到分别囚禁在另两个腔中的两个单原子上。在这个方案中,我们不仅考虑了腔衰减,而且在量子信息处理的过程中腔衰减还起到了一个积极的作用。该方案最显著的优势是远程原子之间不需要量子信息的直接载体。