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1、基于離子阱和受激拉曼絕熱技術(shù)的量子操作重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名:李曉莉指導(dǎo)老師:張小龍副教授專業(yè):理論物理學(xué)科門類:理學(xué)重慶大學(xué)物理學(xué)院二O一四年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著量子信息科學(xué)的發(fā)展,量子信息的處理成為了人們?cè)谖锢韺W(xué)和信息科學(xué)研究中的重要課題之一,量子計(jì)算作為量子信息處理的重要部分,成為了人們集中關(guān)注的焦點(diǎn)。離子阱是被用于各個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域研究的重要的物理系統(tǒng),自1995年Criac和Zoller提
2、出離子阱的量子計(jì)算方案以來,基于囚禁離子的量子信息處理得到了飛速的發(fā)展,并且取得了很大的成績(jī)。通過囚禁離子與光場(chǎng)的相互作用,可以實(shí)現(xiàn)的對(duì)離子內(nèi)態(tài)和集體振動(dòng)量子態(tài)控制,為實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行精確的可控操作提供了可靠的理論基礎(chǔ)?;谑芗だ^熱技術(shù)的囚禁離子的量子操作的研究在量子信息科學(xué)的發(fā)展中有重要的理論和實(shí)際意義。本文主要討論研究了基于離子阱的量子計(jì)算方案和利用受激拉曼絕熱技術(shù)的量子操作。主要包括四個(gè)部分:1介紹量子計(jì)算的理論基礎(chǔ)和基本的物理實(shí)現(xiàn)
3、、離子阱的理論結(jié)構(gòu),尤其是對(duì)受激拉曼絕熱技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程和囚禁離子與光場(chǎng)的相互作用過程做了詳細(xì)的介紹。2.介紹基于囚禁離子的量子計(jì)算方案,分別從最初的Criac和Zoller的冷囚禁離子的量子計(jì)算和1999年MΦlmer和SΦz(mì)ensen提出的對(duì)離子的外部振動(dòng)態(tài)不敏感并且在操作過程中對(duì)集體振動(dòng)運(yùn)動(dòng)態(tài)的變化也不敏感的熱離子量子計(jì)算方案以及具有較強(qiáng)容錯(cuò)性的幾何量子計(jì)算三個(gè)方面進(jìn)行介紹,另外,還介紹了另一種,利用受激拉曼絕熱技術(shù),基于熱運(yùn)動(dòng)囚禁
4、離子的幾何相位門的實(shí)現(xiàn)方案。3.提出一種,利用四能級(jí)的tripod型結(jié)構(gòu)的熱囚禁離子,通過受激拉曼絕熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩比特的受控相位門,并且在這個(gè)基礎(chǔ)上經(jīng)過連續(xù)的操作實(shí)現(xiàn)N比特的Cluster態(tài)的量子操作。這兩個(gè)操作過程在實(shí)驗(yàn)操作上比較簡(jiǎn)單,只通過改變激光的耦合強(qiáng)度和相位,進(jìn)行演化,這個(gè)方案結(jié)合了絕熱通道和熱運(yùn)動(dòng)囚禁離子的優(yōu)勢(shì),在實(shí)驗(yàn)上具有更大的可行性。4.提出一個(gè),通過暗態(tài)的演化,連續(xù)的產(chǎn)生多比特的對(duì)稱Dicke態(tài)的離子阱方案,主要通過對(duì)囚
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