腔QED中若干量子信息問題的研究.pdf

1、量子信息學(xué)作為一門新興學(xué)科，以量子計算機(jī)和量子通信為主要內(nèi)容日益發(fā)展起來。量子信息學(xué)以量子位作為信息載體，按照量子力學(xué)原理進(jìn)行計算或操作，從而使量子信息學(xué)比經(jīng)典信息學(xué)更具有優(yōu)越性。近幾年來，量子信息在理論上和實驗上都取得了重大的突破，創(chuàng)造出絕對安全的量子密鑰、量子密集編碼、量子隱形傳態(tài)等經(jīng)典信息理論不可思議的奇跡。量子通信是量子信息的一個重要的研究領(lǐng)域，目前主要涉及量子隱形傳態(tài)、量子密集編碼、量子密鑰共享和量子秘密通信等方面。

2、腔QED主要思想是將俘獲的原子約束在高品質(zhì)腔中，把量子信息儲存在原子能態(tài)上，囚禁的原子作為量子信息存儲器，光腔用來進(jìn)行量子信息的傳輸。隨著腔QED實驗的進(jìn)展，腔QED方案就成為將來處理量子信息很有前途的理論方案。本論文主要研究了腔QED在量子信息中的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括下面三部分： 1.研究了Tavis-Cummings模型中兩糾纏原子糾纏的演化特性。我們研究了兩個糾纏的兩能級原子與單模粒子數(shù)場進(jìn)行相互作用系統(tǒng)中兩原子的糾纏演化，

3、結(jié)果發(fā)現(xiàn)：兩個原子之間的糾纏呈現(xiàn)出周期性的演化特性，初始兩原子的狀態(tài)、原子之間的偶極相互作用和粒子數(shù)場對腔中兩個原子的糾纏有著顯著的影響，并且還發(fā)現(xiàn)適當(dāng)選擇原子的初態(tài)，兩原子會永遠(yuǎn)處于最大糾纏態(tài)。 2.研究了外場驅(qū)動下實現(xiàn)任意兩原子未知態(tài)的隱形傳態(tài)方案。在本論文中，我們實現(xiàn)了外場驅(qū)動下任意兩原子未知態(tài)的隱形傳態(tài)和受控的兩原子未知態(tài)方案。在隱形傳送的過程中，以兩原子最大糾纏態(tài)作為量子通道，不用考慮腔場耗散和外界熱場環(huán)境的影響，也不