基于量子Zeno动力学耗散制备原子纠缠态

来源 :福建师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaochouyu005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子纠缠具有非局域的强关联性质,是实现量子信息处理的重要资源。在基于传统的幺正动力学制备纠缠态的方案中,量子系统不可避免地与其周围环境发生相互作用,从而导致消相干。比如在原子腔QED系统中,存在着原子的自发辐射和腔泄漏这两个耗散过程,致使所制备纠缠态的保真度不够高。为克服这个缺点,Plenio与Huelga最先提出了利用原子自发辐射以及腔泄漏实现纠缠态的耗散制备,这为纠缠态的制备提供了新途径。另外,量子Zeno动力学在制备量子纠缠态的研究中也发挥着重要作用。Facchi提出,除了通过对量子系统的频繁持续测量会产生量子Zeno效应外,连续耦合方式也会使系统出现Zeno现象。基于此,本文主要联合耗散动力学与量子Zeno动力学提出实现高保真量子纠缠态的制备方案。首先介绍了方案涉及到的基本概念,包括量子纠缠态、量子Zeno动力学及里德堡原子,然后介绍了有效哈密顿量、量子主方程及腔QED的基本概念等理论知识,最后详细阐述本论文的研究工作。研究工作主要有以下两个方面:1、我们提出了在QED系统中耗散制备两个里德堡原子的任意一种最大Bell态方案。该方案利用了原子的自发辐射、以及Zeno泵浦与里德堡泵浦这两个操作过程,最终制备得到的目标态为系统唯一的稳态。其中,Zeno泵浦过程是利用腔场与里德堡原子连续强耦合作用所导致的量子Zeno动力学效应实现的;而里德堡泵浦过程则是指通过调节光场与原子跃迁频率之间的失谐量来抵消里德堡相互作用所产生的能级移动,进而实现两个里德堡原子从基态同时被激发到里德堡态。该方案有以下三方面优点:(i)将原子的自发辐射视为积极因素,并利用量子Zeno动力学过程,有效地抑制了腔泄漏效应;(ii)该方案不需要特定的初态,也不需要对系统的演化时间进行精确控制;(iii)在现有实验参数下,目标态的保真度可达99%以上。另外我们还进一步将它扩展到了四原子情况,成功实现了四原子GHZ态的制备。2、我们利用耗散动力学与量子Zeno动力学制备了三原子纠缠混态。首先找出了感兴趣的量子Zeno子空间,再基于量子Zeno动力学计算出系统的有效哈密顿量,进而分析并最终制备了三原子稳定的纠缠混态。数值模拟证实了理论分析结果和实验可行性。该方案具有制备速度快、不需要制备特定的初态、不易受腔泄漏的影响等优点。
其他文献
大规模矩阵计算和模指数计算在工程和密码学等领域具有广泛的应用,如数字图像处理,计算机几何学和RSA算法等,但其计算量巨大.外包计算是解决此类问题的一种有效方法,更是云计算实现的重要途径之一.由于网络环境的不安全性,高效安全可验证的外包计算方案受到了广泛关注.本文从数据输入、输出的安全性和验证效率等方面考虑,研究了三类外包方案:基于初等矩阵的可验证外包计算方案,基于分块矩阵的可验证外包计算方案,以及
本文借助亚纯函数值分布理论作为研究的主要工具.首先,研究一类非线性复微分差分方程解的存在性.其次,研究一类复差分方程亚纯解的唯一性.近年来,这些是复分析研究者所感兴趣的问题.论文分为四章,具体安排如下:第一章,简要介绍亚纯函数值分布理论,Nevanlinna理论差分模拟理论以及亚纯函数唯一性理论的基本概念和结果.第二章,研究一类非线性复微分差分方程解的存在性.首先,基于Liu等人和Chen等人得到
学位
学位
学位
学位
不平衡数据分类问题作为机器学习和数据挖掘中一个重要的研究内容,近年来受到众多学者的广泛关注。在现实应用领域中不平衡数据广泛存在,由于不平衡数据集中各类样本数量具有不平衡分布特性,许多以总体分类精确率/准确率方式指导学习过程所设计的分类器并不适用于不平衡数据的分类任务。因此,对于分类模型的设计,如何提高样本数量偏少的少数类的分类性能,同时也保障样本数量多的多数类的分类性能,是不平衡数据分类器设计所面
学位
学位
随着高中数学课程改革的逐渐深入,常用逻辑用语越来越受到高中数学教学的重视,《普通高中数学课程标准(2017年版)》(以下简称《新课标》)将它作为必修课程中的预备知识,成为高中数学课程中的一个重要组成部分,《新课标》在内容要求中还指出了它在数学内容的表述和数学结论的论证中的作用,可以提高学生交流的严谨性和准确性.对于建国以来我国颁布的高中数学大纲、课标中常用逻辑用语内容与要求等方面的变化、《新课标》