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量子信息学是量子理论和信息科学的结合。近二十多年来,人们对量子信息学的研究,不论是实验上还是理论上都取得了长足的进展。量子信息的不断发展使纠缠态不仅被用来验证量子力学的基本原理,人们还将量子纠缠作为一种有效的资源来进行量子计算和量子通信等。可以说今天量子信息的方方面面都涉及到纠缠态,纠缠态在量子信息理论中显示了极其重要的作用,这使得对量子纠缠态的研究具有十分重要的意义。
本文在理论上研究了多粒子纠缠态的制备及简单介绍其在量子信息中的应用(量子隐形传态、量子密钥分配、量子密集编码等)。主要围绕着以下几个方面来阐述:
第一章介绍量子信息学基础,简要介绍量子信息的量子力学基础,阐述了量子计算中的量子比特和经典比特的区别,量子纠缠概念的提出和几种典型的纠缠态介绍,最后简要介绍了量子通信的基本原理。
第二章介绍了量子信息学比较常用的几种光学器件:光分束器和偏振分束器,引入交叉克尔非线性相互作用系统。
第三章重点介绍利用交叉克尔非线性产生四光子偏振态簇态的具体方案,并介绍零差探测和光子数探测两种探测方法。
第四章为总结,对论文的内容和意义进行概括,并对未来的工作展望。