基于量子反馈控制的纠缠态制备

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1、0万方数据理学硕士学位论文学校代码：10184分类号：04基于量子反馈控制的纠缠态制备PREPARATIoNoFENTANGLEMENTSTATEBASEDoNQUANTUMFEEDBACKCONTROL孙文梅物理学延边大学万方数据分类号UDC04530密级学号2013010390延边大学硕士学位论文研究生姓名培养单位指导教师姓名、职称学科专业研究方向论文提交日期孙文梅理学院物理系朱爱东教授万方数据本论文已达到理学硕士学位论文要求答辩委员会主席答辩委员会委员延边大学2016年5月25El万方数据本人郑重声明：所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。尽我所知，除了文中

2、特别加以标记和致谢的部分外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。研究生签名：日期：纠6生兰月丛旦学位沈文使用授：权声明本人在导师指导下所完成的学位论文，学校有权保存其电子和纸制文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。本学位论文属于：1．保密口，在年解密

3、后适用于本声明；2．不保密研研究生签名：砸迄导师张虹魄型兰生扬盛万方数据摘要量子纠缠是量子通信以及量子计算的重要资源，在量子信息学中处于核心地位。量子纠缠的制各是量子信息学中的一个重要问题。理想的量子系统是封闭的，因此系统能够保持其量子相干性。然而，实际的量子系统对于外部环境是开放的，量子系统会不可避免的与外界环境进行作用，因此量子相干性被破坏。腔量子电动力学系统提供给量子信息处理一个很好的平台，但是系统与周边环境相互作用所引起的消相干效应会导致信息的缺失。典型的消相干因素包括光子的衰减以及原子的自发辐射，消相干因素的存在成为在实验上制备准确可靠纠缠态的一个障碍。最近实时监控和操

4、纵单个量子系统的实验工作表明量子反馈控制是一个理想的方法来制备纠缠态并且避免由消相干因素引起的破坏。因此，在有效地抑制消相干效应的前提下，在腔中制备量子纠缠是十分有意义的。本文主要研究基于量子反馈控制在强耗散腔中制备稳定的原子纠缠态。主要研究内容如下：基于量子反馈控制在强耗散腔中实现稳定三原子Greenberger—Horne—Zeilinger(GHZ)态。我们提出将三个原子束缚在一个双模腔中，腔外放置两个光子探测器来探测泄露出腔的光子。量子反馈控制仅需施加到一个原子上来提高目标态的保真度并且制备稳态所需要的相互作用时间不需要被精确控制。因此，腔衰减在制备目标态的过程中非常重要

5、，腔衰减率的变化波动几乎对制备稳态纠缠没有影响。除此之外，在整个过程中，大失谐的情况被考虑，原子高能级被绝热消除，从而很大程度上抑制了原子自发辐射的影响。通过上述过程，在强耗散腔里制备了一个接近完美的GHZ态。T万方数据摘要基于量子反馈控制在强耗散腔中实现稳定三原子W态。三个原子被束缚在一个单模腔中，腔外放置一个光子探测器来探测泄露出腔的光子。我们方案的特点是可以在低品质腔中实现并且光子泄露对于我{fJN备纠缠态是有利的，在强耗散的情况下，系统被确定性的驱动到所要制备的目标态上并且不需要精确控制演化时问。除此之外，在整个过程中，大失谐的情况被考虑，原子高能级被绝热消除，从而很大程

6、度上抑制了原子自发辐射的影响。通过上述过程，在强耗散腔里制各了一个接近完美的W态。上述方案的可行性分析显示，在现有的实验技术条件下这些方案可以实现。希望我们的方案对实验上实现稳定的多量子比特GHZ态和W态会有重要的价值。关键词：量子信息；腔量子电动力学：纠缠态；量子反馈控制万方数据AbstractQuantumentanglementoccupiesanimportantpositioninquantuminforma-tionscienceasanimportantresourceforquantumcommunicationandquantumcomputation．Thep

7、reparationofentanglementisanimportantissueinquantuminformation．Theidealquantumsystemisclosed，SOthesystemisabletokeepitsquantumcoherence．However，therealquantumsystemisopentooutsideenviron—mentanditwillinevitablyinteractwiththeenvironment，thusq