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《利用人造原子制備團簇態(tài)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、摘要本文提出了利用具有循環(huán)布居數(shù)變換的三能級人造原子制備團簇態(tài)的方案．這種原子是由超導量子電路實現(xiàn)的，我們是利用三能級人造原子與雙模腔相互作用制備團簇態(tài)的，同時一個經(jīng)典場與原子的兩個最低能級相耦合來進行輔助作用．因為附加的外場與原子的兩個較低能級之間的耦合給我們提供了新的可控參數(shù)，所以我們的方案不同于利用傳統(tǒng)的原子系統(tǒng)的方案．這類團簇態(tài)只包含了原子的亞穩(wěn)態(tài)，因此不受原子自發(fā)輻射的影響．關鍵詞：糾纏態(tài)；人造原子；團簇態(tài)AbstractW毫prop08easchemetogenerateclllsterstateu8ingthree-levelartificialatom8衍thc
2、yclicpopuIationtran8fer．Thiskindofatomscanbeimplementedbya8uper-conductingquantumcircuit．Wbutilizetheato腳interactwithabimod甜cavity躕dadassical矗eldi8synchronou8lycoupledwithitstwolo嗍teIler科level8．Ourschemei8n刪anddi矗brent矗omthecoIIventionalatoIIlicsyste腳，8incetheaddi．tionalcouplingbetweentheext
3、ern猷丘eldandthetwolowe8tenergylevel8provide8u8anewpafametertocontrolthe8ystem，Theclu8ter8tatesonlyinv01ve瑚砒a8tablestate8oftheato腳，thu8arenot胡ktedby8pont8J1eotlsemission．1(eywDrds：entan舀ed8ta七e；arti丘ciala七om；clu8ter8t8teII插圖目錄2．1三能級原子能級結構圖3．1三個約瑟夫森結構成的超導環(huán)．．．．．3．2三能級人造原子的能級結構圖．．．．．3．3有效A一型躍遷的能級
4、結構圖．．．．．2㈣∽∞第一章引言隨著科學的發(fā)展，物理研究也逐步進入到了量子力學的時代．量子糾纏現(xiàn)象作為量子力學特有的現(xiàn)象是首先由Einstein-PodolskpRDsen【l】等人注意到的．量子糾纏現(xiàn)象是量子力學不同子經(jīng)典物理最奇特，最不可思議的特征．如果幾個子系統(tǒng)構成的復合系統(tǒng)處于一個純態(tài)，而這個系統(tǒng)的純態(tài)不能寫成子系統(tǒng)純態(tài)的直積態(tài)．在這種情況下，即使子系統(tǒng)被分離，它們也是相互關聯(lián)的．從數(shù)學角度分析，它意味著由多個粒子構成的系統(tǒng)的波函數(shù)不能被因式分解成獨立的單粒子的波函數(shù)乘積形式．由于糾纏態(tài)的這種特殊的物理性質(zhì)，使其在量子信息學【2，3】中扮演著極為重要的角色，為信息傳輸
5、和信息處理提供新的物理資源，開發(fā)和應用這些新資源就夠成了量子信息學研究的重要目的，例如，量子隱形傳送f““，量子秘密共享114一”，量子安全直接通訊11腳q，量子糾錯12q和量子密鑰分配12}28】等等，都是以量子糾纏態(tài)作為資源進行信息傳輸和信息處理的．過去的幾十年中，我們所研究的糾纏態(tài)按照其比特數(shù)及糾纏類型可以分為二粒子最大糾纏態(tài)Einstein_Podolsky-RDsen(EPR)、Grennberge卜Home-Zeilinger(GHz)態(tài)∞j和W態(tài)㈤．這些傳統(tǒng)的糾纏態(tài)，在過去的時間里已經(jīng)被科學家們大量地研究，并提出了許多制備各類糾纏態(tài)的方案，如利用光學系統(tǒng)【3”，腔
6、QED系統(tǒng)㈣，離子阱系統(tǒng)【331等制各糾纏的方案．這些方案給了我們很多啟發(fā)，從糾纏態(tài)的制備過程進一步了解糾纏態(tài)的特性以及糾纏態(tài)的應用等，第一章引言最近量子計算機正在受到越來越多的關注，因為量子計算機比經(jīng)典計算機具有更加強大的功能㈣．量子計算機不僅能夠解決經(jīng)典計算機很難解決的問題，還能加快一些計算的速度l睜卅．所以現(xiàn)在有很多研究者正在開發(fā)研究量子計算機，以及有關的量子計算，量子信息等【38刪．團簇態(tài)(clIlsterstate)【4I】作為量子計算機的基礎，也是一種特殊的糾纏態(tài)，它是基于量子計算的主要測量因素，像一步量子計算都是應用團簇態(tài)來實現(xiàn)的【421．Nielsen曾經(jīng)指出利
7、用線性團簇態(tài)的任何量子計算都可以在經(jīng)典計算機上進行模擬㈣．團簇態(tài)雖然表面上類似于GHz態(tài)和W態(tài)，并且具有和這兩種糾纏態(tài)類似的性質(zhì)，但它卻比這兩種糾纏態(tài)擁有更強大的糾纏持續(xù)性，更穩(wěn)定的糾纏關聯(lián)，所以很難通過簡單的測量進行破壞，而且也不易受到退相干作用的影響．而且團簇態(tài)也可以作為制備其他多比特糾纏態(tài)的重要資源．由于團簇態(tài)的這種獨一無二的物理特性，它正在被廣泛地研究并應用于物理學的各個領域，特別是在量子計算領域里，發(fā)揮著很重要的作用．因此，許多科學家都開始研究團簇態(tài)并且試圖運用各種方法來制備團簇態(tài)
