赵志[1]2001年在《量子纠缠操纵及量子非局域性测试》文中研究表明量子纠缠不仅是量子力学最显着的特性之一，而且还可以当作一种有效的资源进行量子隐形传态、量子密集编码、量子密码术和量子计算。在过去的几年中，大量的实验已经表明，量子计算和量子通信在许多方面都比其对应的经典方法更强大和有效。同时，对量子信息理论的研究进一步加深了人们对纠缠与非局域性关系的理解。 在迅速发展的量子信息领域，量子纠缠的研究一直是一个非常活跃的领域。这些研究包括多粒子纠缠量子态的产生、操纵及其与量子非局域性的关系。在这篇论文中，作者对博士研究生期间关于这些方面的研究工作总结如下： 在比较已有叁光子最大纠缠态制备方案的基础上，提出了一个新的叁光子最大纠缠量子态的制备方案；我们的方案与其它方案的重要区别在于提出了将非理想的非线性相互作用与纠缠的纯化相结合来制备叁光子最大纠缠态的可能性。 我们提出了一个应用叁光子GHZ态进行量子隐形传态的改进方案。与以前的方案相比，我们的方案具有更高的传输效率并且容易推广到应用非最大的叁光子纠缠态进行量子隐形传递。 作为本论文的主要工作，我们首先对目前存在的纠缠纯化方案进行了概述，然后提出了一个实用的纠缠纯化方案。纠缠的纯化本质上是从低纠缠的量子态中提取出高纠缠的量子态。然而，目前存在的纠缠纯化方案一般都是基于量子控制非操作或相似的量子逻辑操作，而这些操作在实验上都难以实现。在这些方案的基础上，我们提出了一个对非最大纠缠纯态可以实现的纠缠纯化方案。在我们的方案中，相距遥远的Alice和Bob首先利用两个共有的低纠缠的光子对来产生一个条件的四光子GHZ态，然后，他们分别对各自两个光子中的一个进行一个45°的极化测量，最后他们发现剩下的两个光子处于一个最大纠缠态。而且，我们还说明，该方案可以应用目前的技术和线性光学元件予以实现。 在腔场存在损耗的条件下，我们对初始处于Schr(?)dinger“猫态”的原子与腔场纠缠态的非局域性演化进行了研究。结果表明，如果腔场是无损耗的，
廖湘萍[2]2007年在《耗散系统中纠缠态的制备、控制与非局域性》文中研究说明耗散系统中纠缠态的制备、控制与非局域性量子纠缠是量子计算与量子信息处理的重要物理资源，量子纠缠态的制备、保持与操纵是实现量子计算与量子信息处理的关键问题。但是在通常情况下，实际的量子系统将不可避免地受到周围环境的影响，破坏纠缠态的形成。近年来，耗散系统中纠缠态的制备、控制与非局域性是一个前沿热点问题。本文利用主方程方法研究一些典型的耗散系统中纠缠态的制备、控制与非局域性问题，得到一系列有意义的结果。第一章到第二章阐述了耗散系统中主方程方法、量子纠缠、量子控制和量子非局域性的基本理论。具体给出了主方程的导出、求解方法以及集合原子系统的主方程；给出了量子纠缠的分类、量度方法以及纠缠操纵的物理手段；阐述了量子控制的主要研究内容、量子控制的策略与算法选择等；给出了量子非局域性的含义、判据和度量方法。第叁章研究自发辐射耗散过程中由激光场驱动的两个二能级原子的纠缠。结果显示，纠缠呈现长时间的振荡行为，峰值上的纠缠度较高。并且，峰值和振荡的周期与激光场的拉比频率有关。第四章利用纠缠张量方法研究叁个二能级原子系统中由自发辐射诱导的叁体纠缠。结果显示，纠缠量的改变强烈地依赖于系统初态和原子的种类。叁体纠缠是两体纠缠相干迭加的结果。两体纠缠越大，叁体纠缠越大。另一方面，如果叁个两体纠缠量之间有很小的差别，，则叁体纠缠很大。同时发现，通过调节原子的频率差，非全同原子的两体纠缠最大值大于全同原子的两体纠缠最大值。第五章研究自发辐射耗散过程中由激光场驱动的空间分离的两二能级原子的稳态纠缠。结果显示，纠缠强烈地依赖于激光频率与原子跃迁频率之间的失谐、原子的距离和激光场的拉比频率。当原子距离较小、激光场的拉比频率较大时，在Δ=-α(即偶极-偶极相互作用与失谐相互抵消)附近可得到较大的稳态纠缠。第六章研究与热库耦合的空间分离的两原子的纠缠。具体考察系统初态、原子的频率差和热场平均光子数等参量对纠缠性质的影响。结果显示，非全同原子的纠缠最大值大于全同原子的纠缠最大值。随着热噪音的增加，原子的纠缠度逐渐降低。有趣的是，即使每一原子最初制备在最大的混合态也很容易产生纠缠。第七章研究与普通热环境相互作用的两比特的纠缠和纠缠态的非局域性。结果显示，两比特的纠缠和非局域性强烈地依赖于系统的初态。当两比特初始处于非相干态，两比特的集合衰减能够导致稳态纠缠。当两比特初始处于相干态，普通的热库能够增大两比特的纠缠．值得一提的是，在各种物理系统比如囚禁离子、量子点和Josephson结，通过改变相对相位和极化振幅可以操纵和控制两比特的纠缠和非局域性。第八章对全文进行了总结与展望。
曾谨言[3]2013年在《纪念Bohr的《伟大的叁部曲》发表100周年暨北京大学物理专业建系100周年》文中研究表明1它山之石,可以攻玉2013年,迎来了北京大学物理专业建系100周年纪念。一个偶然但很愉快的巧合是,同时迎来了N.Bohr的《伟大的叁部曲》1)(The Great Trilogy)[1]发表100周年(见图1)。此文敲开了原子结构量子理论的大门。在这之后的十几年中,在Bohr思想的影响下,经一批杰出的物理学家的共同努力,使当时还比较后进的欧洲小国丹麦首都Copenhagen的Bohr研究所(见图3),成为世界公认的量子物理学研究中心。由于尼尔斯·玻恩对量子理论的卓越贡献,丹麦国王破格授予他荣誉勋
王琼[4]2011年在《量子纠缠的产生、演化及其非局域操控》文中研究指明量子纠缠由于“怪异的”非局域性自提出以来就一直成为量子力学的一个研究热点。特别是最近十几年里,量子信息科学的发展更是重新使量子纠缠得到了人们的关注。在量子信息理论中,量子纠缠被认为是量子信息处理过程中非常重要的一种物理资源,是实现量子计算机重要的组成因素。此外,其他的一些量子过程,比如量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配、非局域量子态制备、分布式量子计算等等过程的实现,量子纠缠都是不可缺少的一个关键因素。本论文的主要研究量子纠缠的产生、演化及其非局域操控。在本文中我们具体研究了量子纠缠通过噪声通道的演化规律,荷电量子点系统中纠缠暗态的产生及自旋量子点系统中远距纠缠的产生与应用,自旋链系统中非局域纠缠及量子折扣演化规律。本文的主要内容如下第一章为绪论。主要介绍量子纠缠的基本概念,阐述量子纠缠度量方式及研究现状与应用等问题。第二章首先介绍量子噪声通道的超算符理论,包括振幅阻尼通道,相位阻尼通道以及退极化阻尼通道,然后分别利用叁种通道分两种方式：单向发送和双向发送来建立非局域量子纠缠,最后详细介绍量子纠缠通过叁种噪声通道的演化规律。第叁章我们主要研究了荷电量子点系统中纠缠暗态的产生与AB效应。我们首先介绍电荷量子比特基本概念,然后重点研究了在叁量子点与四量子点系统中纠缠暗态的产生及AB振荡效应。第四章首先介绍了自旋量子点的基本概念,然后介绍利用法拉第旋转理论在远距的两自旋之间产生非局域逻辑门,在这里我们进一步谈论了我们方案的普适性,最后给出我们设计方案的物理应用：产生分布式簇态的产生及非局域量子信息处理。第五章利用自旋链系统来实现自旋量子态的远距对称克隆及实现非局域纠缠分布,同时还介绍了自旋链系统中量子热纠缠与量子热折扣随温度T及外磁场B的演化规律。第六章为全文最后一章,是对本文的总结与展望。
王尧[5]2017年在《基于弱微波信号检测技术的量子非局域性和互文性的研究》文中研究指明自从量子力学产生,量子特性就由于其与经典物理的不同而广泛的受到关注,尤其是如何理解作为基本量子特性的量子非局域性和量子互文性,一直以来都存在很多争议。近年来,由于量子相干调控技术的发展,使得学术界可以在实验上验证这些基本量子特性。确实,这两种基本的量子特性已经成为实现未来量子通讯与量子计算的物理基础。因此,对这两种基本量子特性的研究,不但涉及量子力学本身的基础研究,也是未来量子计算和量子通讯应用的实际需要。这就是本文立体的主要出发点。量子力学原理的争论,来自于早年的着名EPR佯谬的讨论。从EPR佯谬的分析出发,导致量子非局域性的推论和量子互文性的争议。在本文的绪论部分,我们首先介绍这一历史发展进程,从而为下面开展的实验验证做好理论铺垫;进而介绍实现这些验证所需要的一些实验基础知识。第二章将具体介绍我们在量子非局域性实验验证方面的工作。为此,我们搭建了一个参量下转换纠缠光子操纵和检测实验平台。按国际通行的办法,量子非局域性的验证是通过检验着名的Bell不等式的违背来实现的。在通常最大纠缠纯态的认定下,我们也获得了 Bell不等式违背的初步实验证据,但所获得的Bell函数值为S=2.735±0.062。这个值离理想的违背值(2.82)仍有相当大的距离。这意味着测量基的选择并不是最优的。通过应用量子层析技术,我们对测量基的选择进行了优化,由此得到新的Bell函数值为S = 2.772±0.063,实现了 Bell不等式的更大违背。针对Bell不等式实验中激光器的功率不足以产生足够多的纠缠光子对,我们更换了一台新的半导体激光器并对其进行了调试,得到了较大的功率,满足了实验研究的需要。第叁章是我们关于量子互文性的数字实验验证工作。验证量子互文性的最简单物理系统是叁态(或叁能级)系统,但需要对量子态进行非破坏性的高保真测量。为此,我们建立了通过微波腔透射谱的检测来实现叁能级原子量子态的非破坏测量方案,理论模拟表明,每个量子态的布居与相应透射谱的相对强度(或者说高度)一一对应,所以微波腔的透射谱线就可以表征相应每个能级的量子态及其布居。其次,通过数学分析,我们给出了无需两体关联测量而仅依赖于单态测量的互文性违背不等式,即Kochen-Specker不等式的具体形式。利用这一非破坏测量方案,可以使用腔量子电动力学系统来验证量子互文性,通过数值实验,我们实现了态无关的Kochen-Speckor不等式和态依赖的KCBS不等式违背的验证。由此,证实了量子互文性。第四章是我们关于超导边界转换传感(TES)单光子探测器的制备工作。在量子特性验证的实验中,所需要测量的都是微弱光子(甚至是单光子)信号,因此需要实现高效率的单光子探测,以确保没有探测漏洞的存在。遗憾的是,目前实验所用的半导体光子探测器都达不到这一要求。为此,我们对基于超导边界传感效应的单光子探测器进行了探索。利用实验室现有的微纳器件制备和加工平台,我们制备处了初步的TES单光子探测器芯片样品,在极低温环境下对其超导转变特性进行了测量和表征,这为下一步实现高效率单光子探测打下了很好的器件制备和测试基础。第五章主要介绍我们关于光子轨道角动量态的制备和操纵工作。光子轨道角动量是光子偏振特性外的另一种物理属性,之前大家关注得不多。实际上,光子轨道角动量所承载的信息比通常的自旋角动量(即偏振)自由度更多,因此它在未来光量子通讯与光量子计算将具有更大的应用前景。利用空间光调制器,我们在实验上实现了光子轨道角动量的制备和表征,建立了利用光子轨道角动量自由度来实现多自由度Bell不等式违背验证的可行方案。第六章是我们关于光子聚束效应调控的研究,它可看作是对我们之前对腔量子电动力学研究的一个具体应用。最后是全文的总结以及未来一些进一步研究工作的展望。
任林源, 李得超, 李永明[6]2007年在《基于两体量子正交纠缠态集的局域删除》文中提出虽然在全局操作(Global)下,由于量子操作线性性的限制,非正交态不可精确克隆和精确删除,但是正交态却可以精确克隆和精确删除。不过在局域操作(LOCC)下,即使是正交的量子态也不一定可以精确克隆和精确删除。考虑在局域操作下,两体最大正交纠缠态和量子信道的局域删除问题,得到了它们可以实现局域删除的充要条件。
参考文献：
[1]. 量子纠缠操纵及量子非局域性测试[D]. 赵志. 中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）. 2001
[2]. 耗散系统中纠缠态的制备、控制与非局域性[D]. 廖湘萍. 湖南师范大学. 2007
[3]. 纪念Bohr的《伟大的叁部曲》发表100周年暨北京大学物理专业建系100周年[J]. 曾谨言. 物理. 2013
[4]. 量子纠缠的产生、演化及其非局域操控[D]. 王琼. 湖南师范大学. 2011
[5]. 基于弱微波信号检测技术的量子非局域性和互文性的研究[D]. 王尧. 西南交通大学. 2017
[6]. 基于两体量子正交纠缠态集的局域删除[J]. 任林源, 李得超, 李永明. 计算机工程与应用. 2007
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