基于绝热捷径技术快速制备两原子四维纠缠态

摘要

在量子信息与量子计算领域中，纠缠扮演了一个重要的角色，它既可以证明一些量子力学当中的基本问题，还可以证明量子非局域性违背了局域实在理论。并且纠缠在量子信息处理和量子计算中有很多种应用。量子纠缠作为一种基本的物理资源被用于量子计算，量子通讯，量子密集编码，量子秘钥分配等领域。而高维纠缠在量子秘钥分配方面比二维纠缠有着更好的安全性，并且高维纠缠比二维纠缠更能够违背局域实在论，因此，研究和制备高维纠缠具有重大意义。
　　本文在腔量子电动力学系统中分别用两种绝热捷径技术制备了两原子四维纠缠态。文章的主要内容如下:
　　基于Lewis-Riesenfeld不变量理论，我们提出了一个快速制备两原子四维纠缠态的方案。在方案中，我们将量子芝诺动力学和Lewis-Riesenfeld不变量理论相结合，来构建绝热捷径。方案中，我们将两个原子分别捕获在两个空间分离的光学腔中并用一根光纤连接，利用数值模拟分析实验参数和耗散对方案的影响。
　　基于超绝热迭代技术，我们同样制备两原子四维纠缠态。方案中，反向导热哈密顿与有效哈密顿有着相同的形式，并且方案不需要初始态与目标态之间的耦合，这使得我们的方案在实验上有着很高的可行性，最后利用数值模拟分析实验参数和耗散对方案的影响。
　　以上方案在现实条件下都是可以实现的，将为量子通讯和量子计算的实验实现提供可靠的理论依据。

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摘要

插图目录

第一章 引言

第二章 基本理论

2．1 受激拉曼绝热技术

2．2 量子芝诺动力学

2．3 Lewis-Riesenfeld不变量理论

2．4 超绝热迭代技术

第三章 制备两原子四维纠缠态的物理模型及有效动力学

3．1 物理模型

3．2 有效动力学

第四章 两原子四维纠缠态的快速制备

4．1 基于LR不变量绝热捷径的两原子四维纠缠态的快速制备

4．1．1 理论制备

4．1．2 数值模拟与讨论

4．2 基于超绝热迭代技术的两原子四维纠缠态的快速制备

4．2．1 理论制备

4．2．2 数值模拟与讨论

第五章 结论

参考文献

致谢

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