基于绝热技术的树形三维纠缠态和NOON态的制备

摘要

随着量子信息学的发展，人们逐渐认识了量子纠缠，并对其进行了大量深入的研究。由于量子纠缠的非定域性，使得纠缠态在量子信息中取得了广泛的发展和应用。同时，人们对量子纠缠态的制备也给予了很大的关注，这不仅促进了相关的理论和实验技术的发展，也成功的实现了纠缠态在多种物理系统中的制备。本文主要介绍基于腔QED系统利用绝热技术制备新颖的树形三维纠缠态和NOON态的方案。文章的主要内容如下:
　　基于绝热技术，我们提出了一个制备新颖树形三维纠缠态的方案。在我们的方案中，一个原子和两个玻色爱因斯坦凝聚被分别地捕获在三个空间分离的光学腔中。这三个光学腔用两个光纤来连接。通过数值解主方程，我们研究了多种耗散过程对保真度的影响，如原子的自发辐射和光子的泄漏。数值模拟表明，我们的方案对由腔和光纤中光子的泄漏和原子的自发辐射引起的消相干具有鲁棒性。我们能以很高的保真度获得这个新颖的树形三维纠缠态。
　　基于Lewis-Piesenfeld不变量理论和量子Zeno动力学构造绝热捷径，我们提出了一个快速制备NOON态的方案。在方案中，用两个光纤连接三个远距离光学腔系统，两列Λ型三能级原子被分别地捕获在横向的光学晶格中，并分别在腔A和腔C中同时输入和输出，一个双重Λ型原子被捕获在腔B中。我们通过数值分析方法研究了光子的泄漏对保真度的影响。数值模拟结果表明，我们的方案不仅操作时间短，而且对消相干具有鲁棒性。
　　以上这些方案在现有的实验条件下都是可以实现的。这些方案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。

目录

声明

摘要

第一章 引言

第二章 基本理论

2．1 受激拉曼绝热过程

2．2 量子绝热捷径

2．3 量子Zeno动力学

2．4 本章小结

第三章 利用绝热技术制备树形三维纠缠态

3．1 基本模型

3．2 树形三维纠缠态的制备

3．3 分析和讨论

3．4 本章小结

第四章 利用绝热捷径技术制备NOON态

4．1 基本模型

4．2 NOON态的制备

4．3 分析和讨论

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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