量子纠缠态的制备

量子纠缠态的制备

摘要：量子纠缠是量子信息中最重要、也最为神奇的一个课题.量子纠缠是一种有用的信息“资源”，在量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配以及在量子计算的加速、量子纠错、防错等方面都起着关键作用.在量子信息中，信息的处理离不开量子态及其演化.而量子纠缠态毫无疑问是各种量子态中最为重要的一种.它可用于检验量子力学的基本原理，而且也是实现量子通信的重要信道.所以，纠缠态的制备和操作就显得尤为重要，文章简要介绍量子纠缠态的定义、量子纠缠态的度量及分类、量子纠缠态的制备，并介绍纠缠态的一些应用.

关键字：量子纠缠;腔QED;离子阱;生成纠缠；蒸馏纠缠

Quantum Pestering Condition Preparation

Abstract: The quantum entanglement is one of the most important subject, and also the supernatural part of quantum information science. As an important quantum resource, the entangled states are playing the key role in many sorts of quantum information process, for example, quantum t e l e p o r t a t i o n,q u a n t u m d e n s e c o d i n g,a n d q u a n t u m k e y d i s t- ribution as well as quantum computation acceleration, the quantum correct-error, guard-error and so on. In quantum information science, information processing cannot leave the quantum state and it’s the ev- olution. But quantum entanglement condition is without a doubt in each kind of quantum state the most important one kind. It may use in examining the quantum mechanics the basic principle, moreover also realizes the quantum correspondence important channel. Therefore, the pestering condition preparation and the operation appears especially importantly, article brief introduction quantum entanglement condition definition, quantum entanglement condition measure and classified, q u a n t u m e n t a n g l e m e n t c o n d i t i o n p r e p a r a t i o n,a n d i n t r o d u c t i o n e n t a n g l e m e n t c o n d i t i o n s o m e a p p l i c a t i o n s. Key word: Quantum entanglement; Cavity QED; Ion trap；Formation of entanglement；Disillation of entanglement

毕业论文题目：量子纠缠态的制备系别: 物理与电子工程系学科专业: 物理学

姓名: 许军霞

指导教师: 苏晓琴

运城学院

2006 年 06 月

学士学位论文

系别：物理与电子工程系

学科专业：物理学

姓名：许军霞

运城学院

2006 年 06 月

目录

1引言 (1)

2量子纠缠 (1)

2.1量子纠缠态的定义 (2)

2.2量子纠缠态的度量和分类 (3)

3纠缠态的制备 (5)

3.1在自发参量体系下制备纠缠态 (6)

3.1.1制备双光子纠缠态 (6)

3.1.2制备三光子纠缠态 (7)

3.2在QED中制备纠缠态 (9)

3.2.1双原子纠缠态的制备 (9)

3.2.2三原子纠缠态的制备 (10)

3.3离子阱中制备纠缠态 (10)

4纠缠态的应用 (11)

5结束 (13)

致谢 (14)

参考文献 (14)

1 引言

在量子信息中，信息的处理离不开量子态及其演化.而量子纠缠毫无疑问是各种量子态中最为重要的一种. 纠缠态做为一种重要的“量子资源”，近年来随着量子信息学的蓬勃发展得到了广泛的应用.诸如成功的应用于量子密钥分配，量子密集编码，量子隐行传态，量子纠缠码，量子计算领域.由于多子系统纠缠态具备很多两个子系统所不具备的性质，而且，随着日益发展的实验技术，使得对于量子纠缠态的制备更为深化.这不仅关系着量子纠缠本质的问题，还有助于人们对量子力学基础理论的理解.更能开发出许多神奇的应用.量子纠缠是量子信息学中最重要也是最为奇特的一个课题.在量子信息学中，量子纠缠在量子信息学的两大领域---量子通信和量子计算中都有着广泛的应用.要实现量子计算首先就要实现两比特逻辑门，通常是受控非门(CNOT)，这种逻辑门事实上就是将两个量子比特纠缠起来的过程.除此之外，量子纠错码方案通常也要使用量子纠缠态.在量子通信中，使得纠缠态具有重要意义的主要是量子隐形传态技术.甚至有人认为在某种意义上可以将量子通信等价于异地纠缠态的建立，操纵和测量.另一方面，为了检验局域隐变量理论，人们对制备和操纵纠缠态产生了浓厚的兴趣.两个两态粒子能够实现 Einstein, Podolsky和Rosen (EPR)对，并且通过违背Bell不等式，从而否定了局域隐变量原理.近年来，Geenberger等人制备了三或更多粒子纠缠态，即（GHZ）态，这种纠缠态给出了一种新的局域隐变量原理与量子理论矛盾，它不需要违背Bell不等式，就可以对局域隐变量进行检验.正因为它有这种特性，最近，Cirac等人，Haroche,Gerry以及zheng 等人分别通过腔QED制备了GHZ态.2004年2月德国Bourennane等人成功制备了偏振光子三个和

四个量子比特纠缠[]1

.同年，我国科技大学潘建伟教授首次制备了5光子纠缠态，标志着我

国对粒子纠缠领域已经超过了美国，英国，奥地利等发达国家，达到了国际领先水平.

本文将介绍量子纠缠态的定义、量子纠缠态的度量及分类、量子纠缠态的制备，并介绍纠缠态的一些应用及发展概况.

2 量子纠缠

2.1量子纠缠态的定义

近些年来，随着量子信息这一新兴领域的蓬勃发展，量子纠缠逐渐成为人们的热门话