基于辅助腔相互作用的远距离量子态传输

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量子信息学是量子力学与信息科学相互结合进而发展起来的学科,主要包括量子通信和量子计算。自上世纪80年代以来,这一新兴学科表现出蓬勃的生命力,发展极其迅速,特别是对量子纠缠、量子密码术、量子隐形传态、量子计算机的研究都取得了骄人的成就。在量子通信方面,1993年Bennett等人提出了量子隐形传态方案,该方案把需要发送的信息分成经典信息和量子信息两部分,它们分别通过经典信道和量子信道传递给接收者,接收者根据收到的经典信息重新构造出被传递的量子信息。近年来,一系列量子信息传输的方案陆续涌现,其中有基于Bell基测量的方案,高Q腔的方案等等。通过外来光和腔内囚禁粒子的相互作用实现量子态传输的方案因其的易操作性成为科学工作者研究的新热点。在这篇文章中,我们主要研究了通过把囚禁在腔内的原子作为量子点,相干光作为量子信道,不同原子之间基于辅助腔相互作用的远距离量子态传递。主要内容分如下四章:   第一章中,简单介绍一下量子通信学的发展现状及量子通信的相关知识,包括粒子数态、相干态、量子位、常用的量子门及量子隐形传态,为之后的内容做好理论基础。   第二章对原子与电磁场(经典电磁场和量子电磁场)的相互作用及在该相互作用下系统的演化规律做了简单介绍,并介绍了零差探测法的概念及其测量方式。   第三章是本文的主体部分,详细讨论了量子态传输的方法。具体提出了利用相干光依次同两个腔内的囚禁原子相互作用从而完成量子态远距离传输的方法,并讨论了这种方法的成功率和保真度。   第四章对本文的工作进行了简单的总结并对这一领域的发展做出了积极的展望。
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