收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于双光子跃迁的受激拉曼绝热过程和双模光腔中的受控非门

王恒  
【摘要】:本论文第一部分主要讨论在五能级Λ模型中,利用受激拉曼绝热过程实现粒子数初末态间的完全转移的模型;第二部分研究了在双模光腔中利用光子与Y型四能级原子相互作用,通过适当的偏振态编码实现量子受控非门的方案。 1.基于双光子跃迁的受激拉曼绝热过程 在三能级梯形结构和拉曼结构的系统中,受激拉曼绝热过程能够精确控制粒子数转移。整个演化过程中,因为中间能级几乎不会有粒子布居,所以受激拉曼绝热过程的转移效率不会受到中间能级弛豫的任何影响。虽然受激拉曼绝热过程已经被广泛的研究,但是在多于三个能级的系统中,关于受激拉曼绝热过程的研究却不是很多。为了能够实现某些特殊能级之间的粒子数转移,比如在具有相同宇称的两个量子态之间或者在磁量子数差较大的两个量子态之间的粒子数转移,我们针对五能级Λ系统研究了多光子的受激拉曼绝热过程。 虽然这个系统不存在标准的黑态,但是我们通过解本征方程得到了近似零本征值对应的近似黑态。利用这个近似的黑态,我们可以准确地描述五能级Λ系统中的受激拉曼绝热过程。为了详细分析粒子的演化,我们还对所描述的系统进行了密度矩阵数值模拟。通过分析和计算知,保证四光子共振是在这个五能级系统中利用受激拉曼绝热过程实现初态向末态的粒子数完全转移的必要条件。同时为了避免粒子布局在中间激发能级|2和|4上,双光子共振也需要满足。我们可以用等效的三能级Λ结构的受激拉曼绝热过程来模拟五能级Λ型结构的受激拉曼绝热过程。在此基础上,我们还在这个五能级Λ系统中利用下降沿重合的反直觉脉冲序列,制备了初态和末态的最大相干态。 2.双模光腔中的受控非门 分布式量子计算的前提是实现各种能够执行量子操作的逻辑门。实际上,所有的计算机都可以分解为一系列的单比特U门和两比特相位门。由于腔量子电动力学(C-QED)耦合设备是特有的实现量子信息计算和传输的设备,已经有很多有趣的想法提出在QED的环境下,通过编码在原子亚稳态或者是光子Fock态来制备纠缠态和量子逻辑门。而量子可控非门已被证明是与相位门一样普遍的操作,它的应用也已经被普遍认为是实现量子计算的重要的一步。为此,我们考虑了双模式光腔和四能级Y型单原子相互作用的模型,在合适的条件下实现了量子受控非门(C-NOT)。 我们操作一个四能级Y型原子在可控时间内经过一个光腔。如图2,腔中两个本征腔模频率分别是ωh和ωv,每个腔模有左旋和右旋两个偏振态。Y型原子的能级间的跃迁|1(?)|2、|2(?)|3和|2(?)|4分别被腔模σn+、σv+和σv-耦合,偶极禁戒的两个最高能级间的跃迁|3(?)|4被经典耦合场驱动。实现这个量子可控非门主要利用闭合的四光子跃迁过程,并且四光子跃迁的强度要远大于单光子和双光子跃迁的强度。为此,我们引进大的单光子失谐有效地抑制单光子跃迁,同时经典场产生的动态Stark劈裂效应可以在很大程度上抑制双光子失谐。通过适当的偏振态编码,可以使σ(?)±标记的比特态被比特态σh+控制从而实现量子受控非门。我们还考虑了存在的自发辐射弛豫和腔损耗时,此模型在兰姆限制和强耦合系统限制下实现的受控非门仍有非常高的保真度和较低的光子丢失。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O431.2

【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张一方;;易学的量子表示,天人合一和粒子结构[J];安阳工学院学报;2009年02期
2 张一方;;易学与现代科学基本原理的一致性,量子易学和易热力学[J];安阳工学院学报;2010年06期
3 李晓奇;郭杰;;Zeno佯谬与量子Zeno效应浅析[J];白城师范学院学报;2009年03期
4 高凯鹏;周伟;;网络信息系统的安全问题及对策[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年S1期
5 高允锋;韩飞;;光场调制下的两个二能级原子的线性熵研究[J];长春师范学院学报(自然科学版);2010年08期
6 孟利民;周凯;沈鑫宇;徐志江;;基于Grover搜索思想的无线自组网络路由算法研究[J];传感技术学报;2010年02期
7 孙晓磊;颜培玉;解志斌;李诠娜;;网络安全技术中的量子密码通信[J];四川兵工学报;2010年08期
8 李文骞;陈汉武;王佳佳;李志强;刘文杰;;模板技术在量子逻辑电路优化中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2006年06期
9 龙浩;张亮;冯庆荣;;掺C的MgB_2块材在静态Ar气氛下成相的研究[J];低温物理学报;2008年01期
10 戴宏毅;;约化密度矩阵及其在量子信息处理中的应用[J];大学物理;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 杨勋;谢维信;黄建军;;基于量子测量的球壳原型提取方法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
2 孟利民;吴一帆;周凯;华惊宇;沈鑫宇;;基于量子搜索算法的MANET网络路由算法研究[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
3 刘文峰;张陈斌;陈宗海;;量子幺正演化与测量控制的蒙特卡罗仿真[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋佩君;相干介质中的量子调控研究[D];华中科技大学;2010年
2 陆晓铭;开放系统中的量子信息[D];浙江大学;2011年
3 曾奇军;克尔非线性黑体辐射定律的修正[D];华中科技大学;2011年
4 徐强;激光控制下的量子多能级系统的维数约化研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 杨洁;开放量子系统的建模及其控制[D];中国科学技术大学;2011年
6 程维文;低维自旋链中的纠缠、退相干及量子相变[D];南京大学;2011年
7 张雪华;近共振驱动系统中噪声压缩与量子纠缠的研究[D];华中师范大学;2011年
8 谢钦;广义双Jaynes-Cummings模型的纠缠动力学[D];湖南师范大学;2011年
9 刘丹;量子通信协议与安全策略研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 马鸿洋;基于量子信息技术的网络安全协议研究[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立军;量子确定性密钥分发及其信息论分析[D];南昌大学;2010年
2 薛霆;量子数字签名方案的设计与研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 马凯华;Negativity的新定义及其应用[D];大连理工大学;2011年
4 武艳花;基于量子中继的量子直接通讯理论的研究[D];大连理工大学;2011年
5 宋士雄;声学黑洞熵的砖墙模型导出及二体量子纠缠度在洛仑兹变换下的性质[D];兰州大学;2011年
6 张冬霞;相位退相干下多光子过程中光场与原子相互作用的纠缠特性[D];内蒙古师范大学;2011年
7 龙宗焕;量子信道中量子关联稳定性的研究[D];湖南师范大学;2011年
8 邓峻峰;黑洞时空中的量子纠缠提纯[D];湖南师范大学;2011年
9 邱孟达;q模光场—两原子系统量子场熵的演化特性研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 王东升;单量子体系的相干性及光子统计研究[D];山东大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蓝风华;;关于气体等温气压公式的修正[J];武警工程学院学报;2007年06期
2 郭志荣;杨增强;;非磁化无碰撞热尘埃等离子体中非线性波的自相似解[J];石河子大学学报(自然科学版);2008年04期
3 侯国相;;热力学过程中功的计算方法比较研究[J];辽宁师专学报(自然科学版);2009年02期
4 袁泽惠;;焚风现象的理论分析[J];科技信息;2010年18期
5 王宏明,杜彩霞;大气压强与高度的关系[J];松辽学刊(自然科学版);1997年02期
6 孙昌璞;;“Adiabatic”的含义:从参数“浸渐”的量子演化到热力学的绝热过程[J];物理;2010年05期
7 马选荣;烟道过程的热力学分析[J];宁夏大学学报(自然科学版);1993年02期
8 刘永军,唐光辉;理想气体绝热过程的微观实质[J];兵团教育学院学报;2002年02期
9 郑辉;张岱宇;董昌硕;;筠连焚风的热力学探源[J];科技信息;2009年20期
10 高峰;;压力传感器测量气体等温和绝热过程实验研究[J];实验技术与管理;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张诗按;孙真荣;黄建华;张卫平;王祖赓;;基于基因遗传算法双光子跃迁相干控制的研究[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
2 王磊;宋晓丽;李爱军;王海华;高锦岳;;利用STIRAP技术实现原子基态相干转移[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
3 张平余;;论不可压缩性对管道气体计算流量准确度的影响[A];2008年航空试验测试技术峰会论文集[C];2008年
4 俞力;卢定伟;邵向锋;金新;;Maxwell方程与制冷效应[A];江苏省制冷学会第四届年会论文集[C];2000年
5 许弟余;徐红英;;用P—V图判断热力学过程的可能性及对应的能量转换关系[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——1998(7)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第7届学术研讨会论文集[C];1998年
6 何小东;周毓荃;胡志晋;;利用地面资料计算云底高度的一种新方法[A];第十五届全国云降水与人工影响天气科学会议论文集(Ⅱ)[C];2008年
7 颜爱华;赵文义;;煤与瓦斯突出的瓦斯膨胀能研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 倪晓武;陈建平;沈中华;陆建;;激光等离子体冲击波的衰减特性研究[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 李景山;刘玉洲;;热动力学在煤与瓦斯突出机理研究方面的现状与应用[A];瓦斯地质与瓦斯防治进展[C];2007年
10 张伟;肖新科;郭子涛;慕忠成;;塑性功转热系数对钝头弹侵彻金属靶模拟结果的影响[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晖;整形激光下原子分子动力学过程相干控制的研究[D];华东师范大学;2011年
2 王磊;基于受激拉曼绝热过程实现原子相干的转移及其应用[D];吉林大学;2010年
3 张诗按;自适应脉冲整形相干控制的研究[D];华东师范大学;2006年
4 陈建兰;非线性、绝热过程和非定域性量子理论研究[D];中国科学技术大学;2007年
5 宋晓丽;基于受激拉曼绝热过程的光信息的存储及相干叠加态的研究[D];吉林大学;2008年
6 张悦;布雷顿循环和布朗马达的优化性能研究[D];厦门大学;2007年
7 寇军;热原子系综中非线性效应的研究及全光开关的实现[D];吉林大学;2011年
8 赵梅生;量子信息理论中若干问题的研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 王海华;掺镨硅酸钇晶体中光脉冲信息的相干控制[D];吉林大学;2008年
10 赵英汝;两类典型能量转换系统—燃料电池和内燃机循环—的性能特性与优化理论研究[D];厦门大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王恒;基于双光子跃迁的受激拉曼绝热过程和双模光腔中的受控非门[D];吉林大学;2011年
2 张敏华;双光子跃迁调控与量子聚焦[D];陕西师范大学;2011年
3 俞又天;四能级系统的相干性及双光子跃迁[D];东北师范大学;2010年
4 聂伟;绝热过程实现量子计算[D];西南交通大学;2011年
5 陈志华;利用腔QED实现量子通信[D];福建师范大学;2005年
6 陈美英;探讨腔QED系统中量子态的转移及纠缠度的变化[D];福建师范大学;2007年
7 陈立波;量子纠缠的物理实现[D];福建师范大学;2008年
8 唐威;自旋系统和谐振子系统量子热力学循环性能分析[D];南昌大学;2008年
9 阿布力米提·吾买尔;激光脉冲的量子整形与相干控制[D];陕西师范大学;2011年
10 樊洋;量子信息中的腔量子电动力学方案研究[D];国防科学技术大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026