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量子信息学是量子物理学与信息科学相结合而产生的一门新兴的交叉学科。量子信息学主要包括:量子态制备与操控、量子隐形传态、量子通信、量子光通信、量子编码与量子密集编码、量子密码术、量子加密与量子解密、量子显示与量子识别、量子测量与量子非破坏测量、量子算法与量子计算、以及全光量子计算机的开发与研制等等。其中,量子隐形传态是量子信息学领域中进展最显著的研究方向之一。实现未知量子态的远程传送(即实现量子隐形传态),尤其是实现多个量子比特未知量子态的隐形传送,在量子通信与量子光通信领域具有极为重要的应用价值。
本文利用全量子理论,对N-qubit未知原子态的量子隐形传送问题进行了深入系统的研究。主要结果如下:
(1)给出了分别利用简并V型、Λ型和Ξ型三能级原子与单模相干态腔场之间的Raman相互作用来实现N-qubit未知原子态的量子隐形传送的新方案。
(2)给出了分别利用简并V型、Λ型和Ξ型三能级原子与单模相干态的相反态腔场之间的Raman相互作用来实现N-qubit未知原子态的量子隐形传送的新方案。
(3)给出了分别利用简并V型、Λ型和Ξ型三能级原子与单模偶相干态腔场之间的Raman相互作用来实现N-qubit未知原子态的量子隐形传送的新方案。
(4)给出了分别利用简并V型、Λ型和Ξ型三能级原子与单模奇相干态腔场之间的Raman相互作用来隐形传送N-qubit未知原子态的新方案。
(5)给出了分别利用简并V型、Λ型和Ξ型三能级原子与单模相干态及其相反态的叠加态腔场之间的Raman相互作用来隐形传送N-qubit未知原子态的新方案。
以上研究结果,对于人们从实验上实现N个量子比特的未知原子态的量子隐形传送具有重要的理论指导作用。