利用四能级原子制备团簇态

《利用四能级原子制备团簇态》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、延边大学硕士学位论文利用四能级原子制备团簇态姓名：张英德申请学位级别：硕士专业：物理学光学指导教师：张寿20070425摘要本文提出一个利用四能级原子与光场色散相互作用制备团簇态的方案．在这个方案中，一个量子比特的两个逻辑态由四能级原子的两个基态Ig)和I矿)所表示，量子信息被存储在基态19)和19’)上．与以往的利用原子的激发态或亚稳态制备的团簇态相比较，利用本方案所制备的团簇态更加稳定．此外，由于腔场处于大失谐状态下，只有原子的基态与腔场发生作用，其激发态与腔场不发生作用，因而原子的自发辐射可以被忽略．关键词

2、：团簇态；四能级原子；色散相互作用；基态；激发态AbstractAschemeforgeneratingcl璐terstatewithfour-levelatoIn8isproposed．The8chemeusesfour-Ievelatominteracti】19di8per8ivelywithafield．Twostatesofonequant啪bit缸edenotedbytwoground8tateslF)andI矿)，quantuminformationiswrittenontheground8tates

3、19)andl矿)．Comparingwithother8chemewho∞clll8terstatesaredenotedbymetastable8tatesorexcitedstates，ourclu8terstates缸emore8table．Inaddition，theatoIIlictransitio璐arelargelydetunedwiththec谢tymode8，theground8tatei8populatedonlyandexcitedstateisnotpopulatedsoatomicsp

4、ontaneo璐emis8ioni8neglectable．Keywords：clusterstate；four．1eVelatom；interactingdispersively；groundstate；e。(citedstateII3．1四能级原子结构图插图目录2第一章引言量子纠缠在量子计算中起着重要的作用．近年来，量子纠缠态【1．5J已被广泛研究，其应用也得到了飞速的发展，例如量子隐形传态【““，量子秘密共享【1“Ⅷ，量子通信【18_23】，量子纠错【241和量子密钥分配1251等．在各种纠缠态中，二粒子纠

5、缠态(如BeH态)和三粒子纠缠态(如Greenberger-Horne-zeilinger(GHz)态和w态)在量子信息领域中的应用最广泛．基于此，物理学家们已经提出许多制备二粒子纠缠态和三粒子纠缠态的方案．最近，Briegel和Ra璐sendorf提出一种Ⅳ比特纠缠态，叫做团簇态例．团簇态有着比GHZ态和w态更加优越，更加特殊的性质，例如，当团簇态中的一个粒子求迹后比w态和GHz态具有更高的纠缠度，其状态更加不容易被破坏，在量子计算机中，信息可以被写入团簇态，并且可以通过单量子测量得到信息，因此团簇态被认为是在

6、量子计算机中执行量子计算的基础．因此，团簇态的制备得到了许多人的关注，并提出了许多不同的方案{27-35】．2004年，邹旭波等人提出了在弱腔中利用四个分离的捕获原子制备团簇态的方案(2日；2005年，邹旭波又提出在旋转微波腔f28】和线性光学系统129】中制备团簇态的方案；同年，Barrett等人提出利用相隔的质量比特和单光子色散作用制备团簇态的方案【30J；杨文星等人提出了利用势阱离子制备团簇态的方案【311；董平等人提出了基于腔量子电动力学技术和原子系综制备团簇态的方案l“．1第一章引言本文提出一个利用四能

7、级原子与光场色散相互作用制备团簇态的方案．在这个方案中，一个量子比特的两个逻辑态由四能级原子的两个基态19)和19，)所表示，量子信息被存储在基态lg)和I，)上．与以往的利用原子的激发态或亚稳态制备的团簇态相比较，利用本方案所制备的团簇态更加稳定．此外，由于腔场处于大失谐状态，只有原子的基态与腔场发生作用，其激发态与腔场不发生作用，因而原子的自发辐射可以被忽略．本文的组织结构如下：第一章引言，简要介绍了制备团簇态的研究现状；第二章，简单回顾了利用势阱离子的方法制备团簇态的方案；第三章，详细介绍了利用四能级原子制

8、备团簇态的方案，并且讨论了实验上的可行性；第四章，结论．2第二章团簇态制备方案回顾本章我们回顾一下由杨文星等人在2005年提出的制备团簇态的方案1311．在他们的方案中，利用势阱离子制备多粒子纠缠态和进行量子信息处理，同时考虑了二能级离子与移动微波场的相互作用．在旋波近似下系统哈密顿可以写为日=王，oto+蛐口_+BE+@，z)盯++HJc】，(2，1)其中。和∥是湮灭算