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本文分析了量子信息学领域中腔量子电动力学在量子隐形传态中的应用以及发展现状,利用原子与腔场之间的相互作用机理探讨了原子态、腔场态的隐形传输问题,并对量子态的制备作了相应的介绍。从量子隐形传态的基本原理出发,结合量子信息理论,揭示了腔量子电动力学作为最有效的量子信息处理方案之一,在处理量子隐形传输过程中的重要作用。主要工作如下:
1.研究了利用广义J-C模型制备W纠缠态,并以一般纠缠W态做为量子信道传送原子态的量子隐形传递过程。克服了以往人们利用复杂的幺正变换过程,找到了通过对原子与光场相互作用时间的控制及适当的逻辑门操作方法,成功的实现原子态的概率性传送的方案。
2.讨论了弱相干态和双模相干态腔场在‘原子-腔场’相互作用系统中的隐形传送问题。文中利用弱相干态的性质,借助腔与原子之间的信息转换,成功地克服了系统在环境作用下的退相干现象,降低了对测量仪器精度的要求。
3.研究了用GHZ型量子信道实现多粒子GHZ态的传送问题,并对量子信道的制备,类贝尔态的识别均作了不同程度的研究,实现了Bell态的分离原子态测量新方法。
4.研究了“多个原子-多个腔-多模场”相互作用系统中,由真空态和单光子态组成的多量子位叠加态腔场的量子隐形传送过程,其中包括非纠缠纯态及纠缠态的量子隐形传送问题。重点讨论了通过原子与腔场的色散相互作用实现了腔场的非破坏测量,又通过原子与腔场共振相互作用实现腔场态与原子态的交换,找到了通过测量原子的状态鉴别多量子位腔场贝尔态的新方法。
最后总结全文,提出了需要进一步研究的方向。