利用腔的输入输出过程制备多原子纠缠态

合集下载

应用腔QED制备多比特纠缠态

Ｍａ．２０ｒ０１
文章编号：０４４５（０００ —０３０１０ —３３２１）１０４～４
应用腔ＱＥ制备多比特纠院，林延吉１３０吉３０２）
摘要：出一个应用圆极化双模腔制备多比特纠缠态的方案．方案基于１原子和多个腔以及多个原子和提该个１腔的共振相互作用，备过程简单，互作用时间短，能有效地抑制退相干，有实验可行性．个制相并具关键词：腔量子电动力学；共振相互作用；多比特纠缠态
Ｚｏｈｕ等口叨在２００５年提出通过驱动１个原子经过左旋和右旋圆极化腔场来制备光子一子对纠光
缠．因为圆极化电磁场和电磁波已广泛应用于人们的生产生活，验上更容易控制；而，些年实因近
个光子纠缠的实验［．些工作不仅为检验量子７这ｊ力学的非定域性原理提供了可能，为量子纠缠还
来，人们一直热衷于圆极化电磁场在各领域应用的研究．近，ａｇ等＿最Ｈｕｎ１出应用腔ＱＥ妇提Ｄ系统
过１放在高品质因数的腔中的三能级Ａ型原个子制备原子一子对纠缠的方案．此基础上，光在
中的２个原子纠缠＿；４后来人们逐渐集中精力研

多种形式的原子纠缠态的制备

近年来，子纠缠态的制备成为量子力学中引＾注意论的矛盾．它不需违Ｂｌ不等式．可以对局域隐变量原原即ｅｌ就的课题。西为当两个自旋１２的粒子处于最大纠缠态．／亦子理进行检验即ＥＲＥｎｔｉ— Ｐｄｌｋ — Ｒｓｎ态时．ｅｌ等式Ｐ（ｉｓｎｅｏｏｓｙｏｅ）Ｂｌ不不九前，ｒ￣” 提出了一种基于非退化的两光子Ｇｅｒ将被违背．由此可以证明关于量子理论的局域隐变量原理的不正确性不投如此．可以用粒子的纠缠态以实现Ｊｙｅ－Ｃｍｎｓ型来制备另一形式的四原子纠缠态还ａｎｓｕｍｉｇ模量子隐形传态（ｕｎｅｐｒａｉ）¨］一十二能级原子的方案．四原子纠缠态具有如下形式．ｑａｍｍｔｔｏｔｔｎ［ｌ．ｏ＿这等同于一个自旋１２的粒子．且对原子的探嗣效率可选／而Ｉ
．
ｉｃ【Ａ】— ．ｇ／ｒ
Ｋｅｗｏｆ：Ａｔｐｈｅｌｗｌｔｍ：ｎｔｎｇｅｔｌ：ａｎ；ＴｃｉｎｙｒｓｌｙｅｔｒｅｅｏｅａｌｄｓａＲｍａｎｃａｔｏａｅ
ｌ
Ｉ盲
这种悉结出ｒ一种新类型的局域隐变量原理与量子理
陈昌永
（底师范高等专科学校物理系瑚南娄檀娄底４７０）１００要：出了一种利用＾型三能衄席干与相干击腔场的Ｒｍａ相互作用制备多种彤式的原干纠垃态的普遍方靠研究表明提一ａｍ

利用腔QED制备量子纠缠态的开题报告

利用腔QED制备量子纠缠态的开题报告开题报告题目：利用腔QED制备量子纠缠态背景介绍：量子纠缠是量子力学中独特的概念，描述一对或多对量子系统在某些方面彼此紧密地耦合，并且彼此之间的测量结果是高度关联的。

纠缠态已成为量子信息领域中的一个重要资源，可用于实现量子计算，量子通信和量子光谱学等应用。

腔量子电动力学（QED）是量子光学和量子磁学的交叉学科。

它涉及原子在高品质（Q）因子实空腔内的非线性光学响应，这种响应导致原子光学时钟和具有单光子幅度的单光子源。

腔QED可以用于制备和操纵光子和原子之间的量子态，该技术在量子信息和量子计算中具有广泛的应用。

研究目标：该研究将探索使用腔QED制备量子纠缠态的机制。

具体研究目标如下：1. 研究利用腔QED制备简单系统的量子纠缠态的优点和局限性。

2. 开发新的腔QED系统来制备更复杂的量子纠缠态。

3. 实现更高级的量子测量来检测制备的量子纠缠态。

计划方法：为了实现上述研究目标，我们将使用以下方法：1. 搭建内置原子的高Q因子目标腔系统，以制备能被控制的为原子和光子的量子态。

我们将使用量子力学的时间演化来描述该系统，以及计算该系统的哈密顿算符，并使用类似Green函数的方案来计算含有耦合原子和腔的系统的完整时间演化。

2. 制备系统的初态为简单的原子和光子的组合，并通过原子和腔的耦合，演化到量子纠缠态。

我们将使用密度矩阵的形式来表示演化过程，并利用密度矩阵几何来研究纠缠态。

3. 使用高分辨率的光谱测量来检测制备的量子纠缠态。

我们将使用高分辨率的光谱方法（例如拉曼光谱）来测量腔QED系统所产生的光子态和原子态的频率，以确定纠缠度和纠缠的质量。

预期成果和意义：通过通过腔QED制备量子纠缠态，我们将实现以下成果：1. 可以制备具有高纠缠度的量子纠缠态，这些纠缠态可用于量子计算，量子通信和量子测量等应用。

2. 这项研究将有助于加深我们对腔量子电动力学，量子光谱学和量子信息的理解，为相关领域的研究提供新的元素。

量子多体纠缠的制备与转化

量子多体纠缠的制备与转化量子多体纠缠是量子信息科学中的一个重要研究方向，它在量子计算、量子通信和量子模拟等领域都有着广泛的应用。

在实际应用中，如何制备和转化量子多体纠缠态是一个非常重要的问题。

本文将介绍一些关于量子多体纠缠的制备与转化的方法。

一、制备量子多体纠缠态1. 纠缠交换纠缠交换是一种制备量子多体纠缠态的方法，它利用了量子纠缠的可传递性。

具体来说，纠缠交换是通过将多个纠缠对进行交换，从而制备出更大的纠缠态。

例如，可以将两个纠缠对进行交换，从而得到一个四粒子的纠缠态。

这种方法可以用于制备任意多个粒子的纠缠态。

2. 纠缠生成纠缠生成是另一种制备量子多体纠缠态的方法，它利用了量子纠缠的非局域性。

具体来说，纠缠生成是通过将多个局域的纠缠态进行合并，从而得到更大的纠缠态。

例如，可以将多个两粒子的纠缠态进行合并，从而得到一个多粒子的纠缠态。

这种方法可以用于制备任意多个粒子的纠缠态。

3. 光子纠缠光子纠缠是一种制备量子多体纠缠态的方法，它利用了光子之间的量子纠缠。

具体来说，可以利用光子的双光子纠缠态，通过对其中一个光子进行操作，从而制备出多个光子的纠缠态。

这种方法可以用于制备任意多个光子的纠缠态。

二、转化量子多体纠缠态1. 纠缠消解纠缠消解是一种将多体纠缠态转化为少体纠缠态的方法，它利用了量子纠缠的可分离性。

具体来说，纠缠消解是通过将多体纠缠态中的某些粒子进行测量，从而将多体纠缠态转化为少体纠缠态。

例如，可以将一个四粒子的纠缠态中的两个粒子进行测量，从而得到两个二粒子的纠缠态。

这种方法可以用于将任意多个粒子的纠缠态转化为少于它们的纠缠态。

2. 纠缠切割纠缠切割是一种将多体纠缠态转化为两个或多个少体纠缠态的方法，它利用了量子纠缠的可分离性。

具体来说，纠缠切割是通过将多体纠缠态中的某些粒子进行测量，从而将多体纠缠态分解为两个或多个少体纠缠态。

例如，可以将一个四粒子的纠缠态中的两个粒子进行测量，从而得到两个二粒子的纠缠态。

制备两个三能级原子最大纠缠态的腔QED方案

统对腔的耗散和热辐射都不敏感．目前，已经提出了通过经典场作用使原子１于态ｌ一口ｇ处厂＞ｌ＞．大量的基于腔ＱＥ技术制备纠缠态的方案．ｉｃＤＣｒａ然后，仃将原子１和原子２同时送进一个真我］和Ｚｌｒ”提出了一个制备两原子最大纠缠态的方空腔，子与腔场的有效作用Ｈａｈｎａｏｌ一ｅ一原ｍｉｏｉｎ为［１。案．ｏａＢｇｒ和Ｂｒｏ［］出了一个利用两个微波腔ｅｇｕ１提。
个原子被先后送入一个单模共振腔，子和腔场通过Ｊｙｅ— ｕ原ａｎｓＣｍｍｉｇｍｉｏｉｎ发生共振相互作用．们的方案ｎｓＨａｌｎａｔ我基于前腔ＱＤ技术有可能在实验上实现．Ｅ关键词：子纠缠；振；ＱＥ量共腔Ｄ中囹分类号：１．Ｏ４３３文献标识码：Ａ文章编号：０４４２（０７０ —０６０１０ —３９２０）４０２ —２
１基于腔ＱＥＤ技术制备最大纠缠态
考虑原子为全同的三能级原子，个能级分别三表示为ｌ＞ｌ）ｌ＞能级ｌ＞｝＞和ｌ＞ｌ＞厂，ｇ和ｅ，一ｇＰ厂一ｇ的跃迁频率分别为５．Ｇ１１Ｈｚ和５。Ｈｚｌ‘ ４３Ｇ。／＞在
Ｈ＝００９＋口＋山Ｓ：ｏ＋ｉ（Ｓ＋一ａＪａ￣＋Ｓ一）一
ｚ＋Ｈｏ＋Ｈ，（）１

对单原子的局域操作实现原子纠缠态的纯化

ＥＲＰ对
图１纯化二粒子纠缠态的原理
为了从方程（）３获得最大纠缠态，ｌｅＡｉ处引进一个处在真空态１的腔场，１ｅｃ０）Ａｉ让原子１ｃ注人腔场，
系统将发生演化
（ｅｌ）ｂ：０￣ａｏｔ））ｉｎｔ。）＋ｉｇ））ａ，ｉ）））（ｓｌ１一ｓｇｇｌ）ｂ。ｌ＝ｌｅ＋ｇｌ】）ｇｃｇｅ０ｉ］）】１ｇ：ｏ（ｏｔｅ＋ｌｇ￣－ｓｇｇ２）ａｓｌ２ｂｌ））ｉｉｔ１）ｃｇｅ）ｇ２ＯａｎｌＩｌ１
第３卷第２Ｏ期
２１年３月００
高师理科学刊
ＪｕｎｌｏｃｅｃｆＴａｈｒＣｌｅｅａｄｏｒａｆＳｉｎｅｏｅｃｅｓｏｌｇｎＵｎｖｒｉｉｅｓｔｙ
Ｖ０＿０Ｎｏ２ｌ３．
其中：ｔ为原子与腔场的相互作用时间，可以通过调节原子的速度，ｔ使满足
（）４
（）５
ｇ＝ｒｏｂｌｔａｃｓｌＩｃｌａ／Ａｉ探测腔场，ｌｅｃ假如腔场被测到处于１态，０）原子１被纯化为最大纠缠态，２
Ｉ）ｇ）去《＋）ＩＩｇ
２三原子ＧＺ的纯化Ｈ态
部分纠缠的情况．计算结果表明，对不同原子数的部分纠缠态，纯化的概率都为２．该方案的主要优点是只需引入一个辅助腔场，然后进行局域操作就能实现原子的纠缠纯化，这在实验上是简单可行的．关键词：纠缠纯化；原子纠缠态；腔ＱＤ；Ｅ中图分类号：０３．４１文献标识码：Ａ２ｄｉ０３６／ｉｎ１０－８１０００．１ｏ：１．９ｊｓ．７９３．１．０８９．ｓ０２２量子信息是信息科学与量子力学相结合的新兴交叉学科．近年来，量子信息无论是在理论方面还是在实验方面都取得了令人瞩目的成就．在量子信息中，纠缠态扮演着至关重要的角色．它被广泛应用在量子隐形传送、量子密集编码忙、量子密钥分配ｐ等方面．在实际的量子通信中，最大纠缠态被作为量子通道，这就需要从大量低纠缠度的量子态中提取尽可能高纠缠度的量子态，即纠缠纯化．纠缠纯化的基本思想是：发送者Ａｉ首先局域制备一对ＥＲ，ｌｅｃＰ对然后把ＥＲ中的一个粒子发送给接收者Ｂｂ另一个留给自己．在Ｐ对ｏ，发送粒子过程中，环境的耗散作用不可避免，当粒子到达Ｂｂｏ处时，ｌｅｏ所共享的往往是处于部分纠Ａｉ和Ｂｂｃ缠的粒子对．这时Ａｉ通过局域操作使他们共享的粒子对从非最大纠缠态纯化为最大纠缠态．近年来，越ｌｅｃ来越多的纯化方案被人们提出．文献［通过在Ａｉ处引进一个腔场和一个辅助粒子，Ａｉ同时发送手中的２６】ｌｅｃｌｅｃ个粒子通过腔场并与之相互作用，最终使原子态从非最大纠缠态纯化为最大纠缠态．该方案的缺点是实验中无法保证２个粒子能同时进入腔场．另外，粒子飞出腔场时，当２在区分２个粒子上有一定困难．在本文中，ｌｅＡｉ只需引入一个腔场，ｃＡｉ发送粒子通过腔场，当粒子飞出腔场时，Ａｉ￣测腔场，原子态从非最大纠缠态纯化为最大纠缠态．ｌｅｃｌｅｃ

在腔QED中制备四原子的｜D_4~2〉态

案 � 假设四个原子的初态是� 0 0 1 1� 1 2 3 4� 将这四个原子经过图 1所示的操作, 就可以很容易地制
() 1� 制备四原子的 �D42 �态
( 2) �态 � 得 � D4
考虑两个全同的二能级原子同时与一单模腔场相互作用� 在相互作用绘景和旋波近似下, 系
1
( 1) 其中� 可以看出� 当� P� 是排列算符 � 从等式 ( 1)
2 0 1 1 0 4 0 5� 0 1 2 0 4 2 0 � 收稿日期 � � 修回日期 �2 基金项目 � 国家自然科学基金 ( � 1 0 9 4 7 0 1 7 A 0 5)
�男 �浙江瑞安人 �硕士研究生 �研究领域 �量子信息 � 作者简介 � 黄寿胜 ( 1 9 8 5�)
� � �2 量子光学学报 1 8 3 4 1 �2 4 5� 2 0 1 2 A � � a � S � � � � a� Q � a � � � �� O � � � � a
文章编号 �1 � 0 0 7 6 6 5 4� 2 0 1 2 0 3 0 2 4 1 0 5�
� 2�� 在腔 QE 态 D 中制备四原子的 �D4
1 4� 统的哈密顿量可以表述为� 2
( �) �DN �态是 N 比特以等几率组成的一个叠
) 0 0 1�+ 0 1 0� 1 0 0� . ( 2) �1 �1 + �1 从文献� 中可知 � 按照不同的纠缠方式� 四粒 1 0� 子的纠缠态共有 9 类� 其中� 第一类纠缠就是它的具体形式是� �G� a � � �� a+�( )+ 0 0 0� 1 1 1� �G � a � � � = �0 + �1 2 a -�( )+ 0 1 1� 1 0 0� �0 + �1 2 � +� ( )+ �0 1 0 1� + �1 0 1 0� 2

用腔QED技术实现纠缠交换

场发生大失谐相互作用，简单起见，为假定两原子与
腔场的耦合系数都相同，原子的本征跃迁频率也两
相同，在相互作用绘景中，统的有效哈密顿量ｌ为系＿７
对此原子或腔场进行探测，在合适的条件下，使另便
一
个原子和腔场产生了纠缠．于Ｙａｇ的方案，基ｎ考
虑两对纠缠的二能级原子（１与２纠缠；３与４纠
缠）使其中两个不纠缠的二能级原子（、）时与，２３同
Ｈ一 ∑
ｉ１２，
一
栗军
（州学院物理系，山东德州２３２）德５０３
摘要：于腔ＱＥ系统，出一种纠缠交换的方案．仅能实现没有直接相互作用的原子不同程度的纠缠．基Ｄ提不还能实现未知纠缠状态转移到没有直接相互作用的原子上去．此方案中只对原子做独立测量，有使用联合测在没
降低，易在实验上实现．容
距离越远，降的程度越大．了避免这个问题，下为人们提出了一个方法，两个从来没有直接相互作用使
的系统产生纠缠，这就是纠缠交换ｌ．＿在通常的纠缠４］交换的方案中，甲、、三个人，有乙丙甲和乙分别和丙共享一对纠缠粒子，对手中的两个粒子进行联合丙测量（比如Ｂｌ基的测量）甲和乙手中的离子便纠ｅｌ，缠了起来，根据测量结果也可知甲和乙手中的离子究竟塌缩到何种纠缠态．上述方案中联合测量处在于核心地位，以现在的技术水平，但在试验上实现是非常困难的．管利用线性光学元件已经实现了光尽子的纠缠交换，由于无法完全辨认四个Ｂｌ但ｅｌ基，率还很低．近Ｙｎ效最ａｇ等人基于腔ＱＥ提出Ｄ

基于相关联自发辐射激光来实现纠缠态的制备和提高

可容错的量子计算中也有着极为重要的作用．因此，何如提纯高品质的量子纠缠态是当今量子通信研究领域最重要的研究课题之一，并且取得了一定的进展．例如：利用压缩真空库中的非简并三能级激光；利用相关联自发辐射激光等；最近，ｊＬ【等在四波混频体系中利用原子的辅助能，级跃迁来增强参量下下转换过程（ＰＣ）ＮＤ从而实现了压缩和纠缠的提高；ａ ¨ Ｔｎ等考虑原子系综之间的偶极相互作用来提高压缩和纠缠的强度．本文利用双模相关联自发辐射激光来实现纠缠态的制
第６期
＝ｎ．
邓文武
基于相关联自发辐射激光来实现纠缠态的制备和提高
可分离的充要条件是矩阵要满足
９
（１ｌ口（ＩｇｆＩ）ｃｅｐｉ）一ｅｐｌｔｇ口）６＋２２口（Ｉ（Ａｔｘ（一３）Ｉｉｘ
ｆ）ｃ一ｅｐ／，）ｘ（ＡｔＩ）ｂ）＋ｃ口＜Ｉｘ（一ｔｅｐｉ）口（Ｉ且６（）２当与Ｉ）Ｄ的失谐量 △足够大，６一（Ｉ即△》、采厂，用绝热近似¨ 能级Ｉ）（ＩＩ）间的跃迁可有效地，６一口 — 之ｃ等效成Ｊ＞ｃ之间的单跃迁过程．６一（Ｉ此时系统在相互作用绘景中的有效哈密顿量为
缠态已在一些前沿领域中得到应用，特别是在量子信息方
理论模型如图１所示，将制备在Ｉ）ｃ态的三能级原子以

面．例如，量子计算和量子通信．以纠缠态为基本资源的量子信息在增大信息容量、提高运算速度及确保信息安全等方面大大地突破现有经典信息系统的极限，得基于量子使纠缠态为基本资源的量子信息学作为一门新兴的研究学科，显示出了十分广阔的科学和技术应用前景，已成为一门较为成熟的且具有实用价值的通信技术．正是由于量子纠

绝热技术制备纠缠态的研究

ｎ（）＞岛Ｉｘ（ｉｔ＋ｇｎ＞ｉＩｘ（ｉｔ＋Ｈ）Ｉ（ｅｐ－Ａ）（）Ｉ（ｐ－￣）ｉｅ．（）１
其中：角标．表示第．个原子，是腔模的湮灭算符，Ｃ代表厄密共轭项．『『ｎＨ．．在大
失谐条件下，》Ｉ（）、￡Ｉ激发态Ｉ和ｌ＞即△ ｌｌ），ｇ（＞可绝热去除，则系统的有效哈
（０ＯＯＯ２２０Ｊ０２；２１ＪＬ０，０７００）福建省教育厅基金资助项目（Ａ００２Ｊ９４）
３０
泉州师范学院学报
（ｒ）ｆｆ＞ｓｆ＋口＜＋口ｓｊ（）（ｆ＜＋口）ｉ］口）ｆｆ（）．
陈志华，苏孙庆
（．１福建师范大学物理与光电信息科技学院，福建福州３００；．５０７２集美大学理学院，福建厦门３１２）６０１
摘
要：利用绝热技术提出制备ｗ态和两原子高维纠缠态方案．在这些方案中，量子信息都存储在原子的
基态上，系统仅在暗态空间中演化，且原子在激发态上无布居，这使得原子的自发辐射效应大大受到抑制．另外，绝热技术确保这些方案对实验参数的涨落具有强的鲁棒性．其方法操作步骤简单，既有效节省了资源，同时
显然，当设计脉冲波形使之满足
一０．
Ｏ一）
１・）
（）４
＝＝０
时，辅助原子ａ和腔系统的态由Ｉ）绝热演化为态（１＞．ｓ０一）ｉｌ第二步，当原子ａ腔Ｃ出来后，从三个初态均为Ｉ＞的全同原子１２３再同时通过该单模腔，、，根据式（）２，由原子１２３、、和腔组成的系统有一个暗态

腔中捕获原子团间的纠缠态

它表示处于该态的两体系即使在空间上分离得很远也存在关联．１３自９５年ＥＲ佯谬和薛定谔猫态的Ｐ提出以来，纠缠的研究一直备受关注［．１尤其在量］子信息飞跃发展的今天，纠缠的研究已成为该研对究领域的一个热点．由于纠缠对于量子密码、子计量算、量子通讯等来说是十分有用的“ 资源”３，子纠＿量ｊ缠态的制备是进行量子信息相关实验研究的前提．
ＫｅｏｄｙＷｒｓ：ｅａｇｌｄｓａｅｎｔｎｅｔｔｓ；ａｔｉｏｕｏｍｃｇｒｐ；ｔｒａｎａｅｅｈｅｍｌｅｔｎｇｌｍｎｔ
ห้องสมุดไป่ตู้
纠缠是存在于量子世界里的一种独特的特性，
案还不能在实验上实现．文的目的是把捕获原子本
４２１４４ — ２
Ａｂｓｒｃ：ＡｃｍｅｔｅｎｒｔａｍａｌｎｔｎｇｅｔｔｓｏｗｏｔａｐｅｔｍｉｏｕｐｉｈｅｉｅａｔｏｎｂｅｗｅｎｔａｔｓｈｅＯｇｅａｅｍｘｉｌｙｅａｌｄｓａｅｆｔｒｐｄａｏｃｇｒｓｖａｔｎｔｒｃｉｔｅｔｉｅｍｏｃｖｔｆｅｄｎｄｈｅｒｐｄｔｉｇｏｈｅｓｎｇｌ— ｄｅａｉｙｉｌａｔｔａｐｅａｏｍｃｒｕｐｓａｐｏｓｄＴｈｅｆｅｔｏｆｔｍｄｅａｏｔｗｓｒｐｏｅ．ｅｆｃｓａｏｃｙｎｈｅｅａｇｌｍｅｎｅｒｔｏｒｒｓｎｔｄａｓｕｓｄＴｈｅｔｒａｎｔｇｌｍｅｎｔｒｔｃｌｔｍｐｒｔｅｗｅｅｎｔｎｅｔｐｒｐａａｉｎｗｅｅｐｅｅｅｎｄｄｉｃｓｅ．ｈｅｍｌｅａｎｅｎｔａｄｉｓｃｉｉａｅｅａｕｒｒａｓｒｓｎｔｄ．ｌｏｐｅｅｅ

利用原子与SU(2)相干态腔场的Raman相互作用制备原子纠缠态

才ｕＪ在十年内分别提出了制备两原子或三原子原子纠缠态各种方案。在他们的方案中，都采用的是原９等大子与单模相干腔场或者光子的纯Ｆｅｏｋ态ｆｚ及叠加态的相互作用。至今很少见到利用原子与双模Ｓ２，）Ｕ（）相干态腔场的相互作用来制备原子纠缠态的方案。在此提出一种利用Ａ型三能级原子与Ｓ２相干态腔场的一个模发生拉曼相互作用以制备原子纠缠Ｕ（）态的方案。在我们的方案里。先根据Ｇｅｒ首ｒｙ等人ｏ或Ｄｂ等人［供的方法将腔场制备成ｓ２双模Ｊｅ２Ｊ１提ｕ（）
相干态，后利用Ａ型三能级原子的两个低能态与腔场发生相互作用，后对腔场进行选择性测量探测，然然就
可获得多种形式的原子纠缠态。
２原子一腔场的拉曼耦合过程及其相互作用的时间演化的描述
二粒子体系的自旋单态的纠缠态为例，加明晰地表达了ＥＲ佯谬。量子力学的非局域性及其内涵一直为更Ｐ人们广泛关注。Ｂｌ不等式Ｊ工作，ｐｃ等人Ｊ实验测量，统计上证实了二粒子纠缠态呈现的非局ｅｌ的Ａｓｅｔ的从域关联。多粒子体系的自旋纠缠态也开始引起人们关注。ＧＨＺ态是人们广泛讨论的一种基本纠缠态－，７Ｊ

应用腔QED制备多比特纠缠态

应用腔QED制备多比特纠缠态
徐晶
【期刊名称】《延边大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(036)001
【摘要】提出一个应用圆极化双模腔制备多比特纠缠态的方案.该方案基于1个原子和多个腔以及多个原子和1个腔的共振相互作用,制备过程简单,相互作用时间短,并能有效地抑制退相干,具有实验可行性.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】徐晶
【作者单位】延边大学医学院,吉林,延吉133002
【正文语种】中文
【中图分类】O431.2
【相关文献】
1.基于腔 QED 的量子纠缠态的制备及应用 [J], 车燕;苏晓琴;李永宏
2.基于腔QED的原子纠缠态的制备过程 [J], 苏晓琴;肖云峰;聂合贤;王金来;辛俊丽
3.制备两个三能级原子最大纠缠态的腔QED方案 [J], 田志坚;吴韬;倪致祥
4.利用腔QED制备多原子的W纠缠态 [J], 杨雄;李松嵩;邹红梅
5.基于腔QED制备三原子W纠缠态 [J], 张蕾;郝丹辉;强稳朝
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

多粒子体系量子纠缠态的制备的研究

The research fields and development of quantum information is introduced briefly. The key points are put on the basic theories and application prospects of quantum entanglement of the quantum information. We study the problem of quantum system, quantum measure, quantum entanglement, the theory of the manipulation and the generating of quantum states, and so on. A scheme to achieve n-particle entangled states effectively is proposed.
保存和汇编本学位论文。
保密□，在______年解密后适用本授权数。本论文属于
不保密□√ 。
（请在以上方框内打“√”）
学位论文作者签名：游珺指导教师签名：杨晓雪
日期：2006 年 3 月 28 日
日期：2006 年 3 月 28 日
华中科技大学硕士学位论文
1 量子信息与量子纠缠
1.1 量子信息概述
1.2.1 量子隐形传态(quantum teleportation) Bennett等 1993 年提出利用一对纠缠态的方法可以将一未知量子态隐形传送到远
处的设想[1]。信息可携带在量子态上，属于量子通讯的内容。量子态发送者和接收者分别利用EPR(爱因斯坦-波多尔斯基-罗生)纠缠对的一半，发送者将被传送的量子态和纠缠态的一般进行联合测量，由经典通道发送，纠缠态的另一半作为量子通道，接收者同时利用经典通道与量子通道的信息最后来恢复被传送的量子态。

纠缠态制备

纠缠态制备
纠缠态是一种量子态，它具有一些特殊的性质，可以用于量子纠错、量子密钥分发等领域。

为了制备纠缠态，我们可以使用量子比特之间的相互作用。

在实验室中，通常使用光子、离子等系统来实现纠缠态的制备。

例如，我们可以将两个离子分别置于两个陷阱中，并利用它们之间的库仑相互作用来制备纠缠态。

这需要对离子的状态进行精确的控制和操作，以确保它们之间的相互作用达到所需的效果。

除了离子，还可以使用超导量子比特、量子点等系统来制备纠缠态。

无论使用哪种系统，都需要进行极其精确的控制和测量，以确保制备的纠缠态的质量和稳定性。

总的来说，制备纠缠态是一项非常复杂和困难的任务，需要在量子控制和测量技术方面有着高超的水平和丰富的经验。

但其所带来的潜在应用和科学发现也同样具有巨大的价值和意义。

原子—腔—场系统中量子纠缠信息交换、传递与保持的机理研究

原子—腔—场系统中量子纠缠信息交换、传递与保持的机理研究原子—腔—场系统中量子纠缠信息交换、传递与保持的机理研究量子信息交换和传递是当今量子计算和通信领域的热门课题之一。

在原子—腔—场系统中，通过光与原子之间的相互作用，可以实现量子纠缠信息的交换、传递和保持。

这种系统由原子、光子和腔场共同组成，其研究对于理解量子信息的处理和量子通信的实现具有重要意义。

首先，我们需要了解原子—腔—场系统的基本结构和物理原理。

原子是基本的量子粒子，具有自旋和能级结构。

腔场是由光子构成的，可以看作是一个包含无数模式的光学谐振腔。

原子与腔场之间的相互作用可以通过选择性地激发原子能级和调控腔场的模式来实现。

通过调控腔场的模式和频率，我们可以达到控制和操作原子态的目的。

在原子—腔—场系统中，量子纠缠信息交换的机理是通过原子和腔场之间的相互作用实现的。

当一个原子处于能级跃迁过程中，它会与腔场相互作用，从而产生相干耦合。

这种耦合过程会导致原子和腔场之间的量子纠缠，使得它们的量子态变得相互依赖和不可分割。

原子和腔场之间的纠缠信息交换可以通过受控地激发和调控原子能级和腔场的模式来实现。

通过选择性地控制能级跃迁的激发和腔场模式的演化，我们可以实现原子和腔场之间的量子信息交换。

在量子纠缠信息的传递中，我们可以利用量子对涉及的特性。

通过量子态之间的耦合和受控激发，原子—腔—场系统中的量子信息可以在不同节点之间传递。

通过选择性地调控原子和光子的相互作用过程，我们可以在系统中建立一个可远距离传递的量子通道。

这种量子纠缠信息传递的机制可以用于量子通信和量子计算中的远程操控和远程通信。

另外，量子纠缠信息的保持也是原子—腔—场系统中的重要问题之一。

由于环境的影响和系统的耗散，量子态的保持容易受到损失。

为了对抗这种量子态的损失，我们需要寻找有效的方法来保持量子纠缠信息。

一种常见的方法是通过控制光子和原子之间的相互作用，使得原子和光子之间产生的量子纠缠能够免受环境的干扰和系统的耗散。

利用原子-腔场共振相互作用制备多原子缠结态(英文)

利用原子-腔场共振相互作用制备多原子缠结态(英文)
陈昌永
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2002(31)6
【摘要】提出了一个利用量子腔场与原子的共振相互作用制备多原子缠结态的方案 .首先将一个初态制备在基态和激发态的叠加态的二能级原子注入一个真空态腔场中 .原子通过腔时产生原子 -场缠结 .制备于基态的其它二能级原子分别以不同角度注入腔场 ,在与腔场相互作用时可制得多原子缠结态 ,而空腔仍然保持在真空态 .与现存的方案比较。

【总页数】3页(P654-656)
【关键词】多原子缠结态;共振相互作用;量子化学腔场;量子光学;工能级原子
【作者】陈昌永
【作者单位】湖南省娄底师范高等学校物理系
【正文语种】中文
【中图分类】O431.2
【相关文献】
1.利用耦合的集合原子与单模腔场的非共振相互作用制备多原子纠缠态 [J], 向少华;宋克慧
2.利用三个原子同时与单模腔场相互作用制备原子的纠缠态(英文) [J], 向少华;郑彩云
3.利用V型三能级原子与单模光场的非共振相互作用制备压缩相干态的叠加态(英文) [J], 戴宏毅;李承祖;陈平形;梁林梅
4.利用Ξ型三能级原子与腔场的非共振相互作用制备原子纠缠态 [J], 林秀;李洪才
5.通过原子与腔场共振相互作用制备三原子的W态(英文) [J], 向少华;宋克慧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

量子纠缠态制备

量子纠缠态制备量子纠缠态制备，是指在量子力学中，通过一定的操作使两个或多个量子系统之间产生特殊的关联关系。

这种关联关系被称为纠缠态，它具有一种非经典的特性，即当一个系统的状态发生变化时，与其纠缠的系统的状态也会立即发生相应的变化，不论这两个系统之间的距离有多远。

纠缠态制备是量子计算和量子通信等领域中的重要基础技术之一，对于实现量子超越计算和实现安全的量子通信具有重要意义。

在量子纠缠态制备中，常用的方法包括引入观察者、量子测量和量子门操作等。

首先，引入观察者是纠缠态制备的一种常见方法。

在实验中，通常通过粒子与光子或其他粒子之间的相互作用来制备纠缠态。

例如，可以利用自旋相对关联的原理，将两个自旋1/2的粒子A和B置于同一纠缠态中。

在实验中，我们可以经过一系列的操作，使得A和B的自旋朝向相互关联起来，进而形成纠缠态。

这种观察者的介入方式可以实现远距离的纠缠态制备，并且制备的纠缠态可以在任意距离上进行传输和操控。

其次，量子测量也是纠缠态制备的重要方法之一。

在测量过程中，我们可以通过选取适当的测量基，测量两个或多个粒子的某个物理量，如自旋，位置等，从而实现纠缠态的制备。

例如，在自旋纠缠态的制备中，我们可以通过测量两个自旋1/2的粒子的自旋在某一方向上的投影，来制备自旋纠缠态。

这种方法具有操作简单、可行性强的优点。

最后，量子门操作也可以用于纠缠态的制备。

量子门操作可以将纠缠态作为输入，并产生一个新的纠缠态作为输出。

例如，控制非线性门操作（CNOT门）可以将两个粒子A和B的量子态进行纠缠，并得到新的纠缠态。

利用量子门操作可以在量子计算和量子通信中实现复杂的纠缠态制备。

总结起来，量子纠缠态制备是通过一系列的观察者引入、量子测量和量子门操作等方法，使量子系统之间产生特殊的关联关系。

这种关联关系被称为纠缠态，并具有非经典特性，可以在任意距离上进行传输和操控。

纠缠态制备为量子计算和量子通信等领域的应用提供了基础，对于实现量子超越计算和实现安全的量子通信具有重要意义。

原子纠缠态

原子纠缠态引言：原子纠缠态是量子力学中的一个重要概念，它描述了两个或多个原子之间的密切关联，即使在空间上相隔很远，它们的状态仍然是相互依赖的。

在本文中，我们将深入探讨原子纠缠态的基本原理、应用以及相关的实验验证。

一、原子纠缠态的基本原理原子纠缠态是量子力学中的一种特殊状态，它可以用来描述两个或多个原子之间的非经典关联。

在经典物理中，物体之间的关系是通过传递信号或信息来实现的，而在量子力学中，原子之间的关系是通过纠缠态来实现的。

原子纠缠态的基本原理可以通过以下实验来理解：假设有两个相隔很远的原子A和B，它们组成了一个系统。

在某个时刻，我们对这个系统进行测量，得到了原子A的某个性质a和原子B的某个性质b。

根据量子力学的原理，此时原子A和B的状态并不是确定的，而是处于叠加态的状态。

只有当我们对其中一个原子进行测量时，才能确定它的状态，并且这个测量结果会立即影响到另一个原子的状态，即使它们相隔很远。

二、原子纠缠态的应用原子纠缠态在量子通信、量子计算和量子测量等领域有着广泛的应用。

1. 量子通信：原子纠缠态可以用于实现安全的量子通信。

由于原子纠缠态的非经典关联特性，任何对其中一个原子的测量都会立即影响到另一个原子的状态，因此在传输过程中，任何对原子的干扰或窃听都会被立即察觉到。

这使得量子通信具有了高度的安全性，可以用于保护敏感信息的传输。

2. 量子计算：原子纠缠态可以用于实现量子计算。

量子计算是一种利用量子纠缠态和量子叠加态进行计算的新型计算方式，相比传统计算机，它具有更强的计算能力和更高的并行性。

原子纠缠态可以作为量子比特（qubit）来存储和处理信息，从而实现更复杂的计算任务。

3. 量子测量：原子纠缠态可以用于实现超精密测量。

由于原子纠缠态的特殊关联性质，通过测量其中一个原子的性质，可以获得与之相关的另一个原子的信息，从而实现超高精度的测量。

这对于精密测量领域的发展具有重要意义，可以在很大程度上提高测量的精确度和稳定性。