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本文介绍了在量子信息处理中,人们通常把消相干作为一个负面过程,尽量消除或减少其所带来的影响,为此往往需要消耗大量的资源。然而,最近的研究表明:通过设计适当的动力学,不必耗费冗余资源就可以压缩某些消相干效应对系统演化的影响;更重要的是通过设计精巧的方案,人们可把消相干作为正面效应,用它实现量子信息过程。对腔QED系统而言,消相干效应主要来自原子的自发辐射和腔场本身的泄漏。
用腔QED系统实现量子信息的一个主要障碍是腔场的消相干。利用两个三能级的里德堡原子和一个大失谐的微波腔相互作用,我们提出了一个在当今实验技术条件下可实现的量子密集编码方案。
总结了量子计算机比经典计算机能更有效地解决某些计算难题,而通过级联量子相位门和单比特门就可实现普适量子计算。对原子量子比特而言,其单比特门只要利用原子和经典场相互作用即可实现,因此设计两qubit门成为量子计算中需要解决的关键问题。利用两个级联光腔的单向耦合和经腔泄漏出来的光子的干涉效应,我们给出一个实现两原子相位门方案。在这里原子作为储存量子比特,而光子作为飞行量子比特,不管对量子通讯还是量子计算这都是比较理想的。 利用绝热方法和探测经腔泄漏出来的光子,我们设计了一个囚禁原子态的纠缠交换方案。