收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于无消相干子空间的量子信息过程物理实现研究

潘国柱  
【摘要】: 量子信息学是一门信息理论和量子理论交叉的新兴学科,它在信道容量、安全和运算速度等许多方面显示出了比经典信息所无法比拟的优势,这些优势归根结底来源于其相干性。然而,现有的量子系统由于其或多或少与环境相互作用导致消相干,从而影响量子信息的处理过程,最终有可能导致信息的丧失。如何克服系统的消相干已经成为许多科学家共同关注的目标。迄今为止,人们提出的解决方案主要有三种:一是量子信息编码;二是通过动力学解耦(dynamical decoupling)的方法;三是拓扑量子计算的方案。其中量子编码的方案由于其适用范围的普遍性而受到广泛关注。量子信息编码主要通过量子纠错和量子避错两种方法来保护量子纠缠态不受环境噪声的影响。前者适用于任意的量子系统的纠错但是需要引入大量的辅助位,后者量子避错的方法由于利用了系统的对称性,因而在处理集体消相干噪声的情形时成为一种十分有效的方案。该方案最先由中国科学技术大学段路明和郭光灿提出,他们用两个原子形成一个原子对作为一个逻辑比特,该逻辑比特构成一个对于集体相位噪声不变的无消相干子空间(Decoherence-free subspace—DFS),在此子空间中进行量子信息处理能够有效的避免消相干。本文主要针对该量子避错方案,提出在此无消相干子空间中基于腔量子电动力学(QED)的物理体系来实现量子信息处理的物理方案,取得的主要成果如下: (1)基于腔QED系统提出了如何在无消相干空间中实现量子SWAP门。本方案建立在单边泄漏腔的输入输出方程基础上,利用原子作为存储比特,光子作为飞行比特,当一个单光子脉冲和一个囚禁原子的高品质因子腔相互作用时,可以实现两原子的量子相位门,单逻辑比特的Hadamard门和两逻辑比特的量子相位门,在此基础上,我们提出了如何实现一个逻辑比特和一个飞行比特间的量子信息SWAP门方案。此方案不受原子退相位噪声的影响,且光子的损失只影响实验的成功率,不影响保真度。 (2)基于腔QED系统提出了如何在无消相干空间中实现量子密集编码。用腔QED系统实现量子信息的一个主要障碍是腔场的消相干,然而,在这个方案中,通过采用逻辑比特来对量子信息进行编码,消相干被有效的克服。此方案建立在单边泄漏腔的输入输出方程基础上,当通信一方对逻辑比特进行操作时,另一方可以利用逻辑比特的各种门操作来识别,从而达到了通过量子通道来传递经典信息,并且信道容量增大的目的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴韬;何娟;倪致祥;;一个传送量子信息的腔QED方案[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2006年04期
2 戴赛萍;王剑;;幺正时间演化算符的推导及其在量子信息中应用[J];江汉大学学报(自然科学版);2007年03期
3 王洪刚;马良;;函数优化的量子蚂蚁算法[J];系统管理学报;2009年01期
4 周原;吕东燕;;伊辛模型实现量子态存储和调节[J];湖北汽车工业学院学报;2011年01期
5 陈美锋;马宋设;;远程制备双原子纠缠态(英文)[J];光子学报;2008年01期
6 姜福仕;丛银川;刘莎莎;萨仁高娃;赵翠兰;;柱形量子点qubit的振荡周期[J];内蒙古民族大学学报(自然科学版);2009年01期
7 姜福仕;赵翠兰;;量子环中量子比特的声子效应[J];物理学报;2009年10期
8 丁智勇;何娟;吴韬;;利用超导量子相干装置一步制备W类纠缠态(英文)[J];量子电子学报;2010年03期
9 王启文;红兰;;抛物量子点中的二能级体系(英文)[J];量子电子学报;2011年01期
10 谷温静;郑亦庄;;利用单光子在腔场中实现远程量子交换门[J];数字技术与应用;2011年05期
11 邱金斗;张永梅;;移动势阱下一维自旋链上量子态的传输[J];量子光学学报;2011年03期
12 杨文星,李家华;多光子两能级系统量子信息保真度演化规律的研究[J];量子电子学报;2004年06期
13 刘治;从贝尔不等式到量子信息“热”[J];大学物理;2005年10期
14 郭光灿;;量子信息科学——一个令人惊奇的新兴领域[J];中国科学院院刊;2007年01期
15 王峰;许旻;王敬宇;刘婧婧;张玲;朱长飞;;遵循科学发展规律 推动原始科技创新——中国科学技术大学量子信息科学创新案例分析[J];中国基础科学;2009年02期
16 石市委;易佑民;;使用共振腔实现受控非门及量子隐形传态的方案[J];量子电子学报;2009年03期
17 何娟;丁智勇;吴韬;于立志;倪致祥;;实现三比特量子控制相位门的离子阱方案(英文)[J];量子电子学报;2011年04期
18 李玉良,庞朝阳;利用大失谐腔场中的两个不同原子实现量子相位门(英文)[J];原子与分子物理学报;2005年04期
19 石春花;邱锡钧;;微管壁上量子信息的传递(英文)[J];原子核物理评论;2005年04期
20 蔡新华;聂建军;郭杰荣;;单光子纠缠态的纠缠转移和量子隐形传态(英文)[J];光子学报;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑仕标;;利用多原子与腔场的非共振相互作用实现多原子纠缠态与量子信息[A];第十届全国量子光学学术报告会论文论文集[C];2002年
2 陈宗海;董道毅;张陈斌;;基于量子信息的量子控制[A];第25届中国控制会议论文集(下册)[C];2006年
3 任春年;油海东;;开放系统量子信息测量的投影算子理论分析[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
4 王锋;黄学秀;;简述光子纠缠在量子通信中的应用[A];第十七届全国原子、原子核物理研讨会暨全国近代物理研究会第十届年会论文集[C];2008年
5 郭柳;毕桥;;量子信息网络中高斯信道的研究[A];2009年第五届全国网络科学论坛论文集[C];2009年
6 郝翔;朱士群;;基于耦合自旋链的量子信息处理[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
7 朱玉兰;周锐;聂义友;;利用四粒子部分纠缠态实现二粒子未知态的概率受控量子传递[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
8 郭光灿;;量子信息的若干问题[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
9 张明;李明山;胡小平;;量子控制的述评与展望[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
10 任杰;郝翔;朱士群;;纠缠的触发与控制[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 瞿治国;量子信息隐藏协议设计与分析的研究[D];北京邮电大学;2011年
2 曹原;基于自由空间信道的量子信息实验研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 尹璋琦;腔量子电动力学和光机械系统中的量子信息过程[D];西安交通大学;2009年
4 陆晓铭;开放系统中的量子信息[D];浙江大学;2011年
5 许国富;量子信息中的退相干效应[D];山东大学;2012年
6 王接词;非惯性系和弯曲时空中的量子信息[D];湖南师范大学;2012年
7 王栋;量子远程态制备及逻辑门实现[D];安徽大学;2010年
8 张凤阳;复合固态量子系统中纠缠产生和逻辑门实现[D];大连理工大学;2013年
9 秦立国;量子代数在量子信息中的应用[D];上海大学;2012年
10 马永红;产生连续变量纠缠的理论研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 古卫芳;关于量子信息思想发展史的研究[D];山西大学;2007年
2 宋伟;量子克隆和量子删除的研究[D];安徽大学;2005年
3 刘伟涛;光纤中量子密钥分配实验研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 张金利;小分子振动态的动力学纠缠特性的研究[D];华东师范大学;2011年
5 陆远;对量子信息涵义的哲学思考[D];山西大学;2012年
6 徐明东;量子纠缠态的制备与研究[D];安徽大学;2005年
7 姜炜星;多粒子量子态的概率传态和概率控制传态[D];苏州大学;2007年
8 张德华;非均匀磁场对XY模型三量子比特热纠缠度的影响[D];新疆大学;2005年
9 洪智慧;基于团簇态的量子隐形传态的理论研究[D];江西师范大学;2008年
10 孙家奎;三角束缚势量子点量子比特性质的研究[D];内蒙古民族大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 沈卫莉 通讯员 孙和晴;冲顶“量子信息”[N];绍兴日报;2011年
2 记者 吴长锋;我量子信息实验研究继续国际领先[N];科技日报;2008年
3 记者 李陈续;量子信息研究:突破[N];光明日报;2010年
4 记者 刘纯友;中科大量子信息研究获新突破[N];安徽日报;2010年
5 ;日本开展“量子信息通信”研究[N];人民邮电;2000年
6 王炳尧;第二届量子信息研讨会召开[N];科技日报;2004年
7 通讯员 岩镜;30余位专家学者研讨量子信息[N];科技日报;2010年
8 王炳尧;第三届量子信息研讨会交流新成果[N];科技日报;2005年
9 本报记者  李陈续 通讯员  胡胜友;在量子信息国际前沿领域翱翔[N];光明日报;2007年
10 胡胜友;翱翔在量子信息国际前沿领域[N];中国教育报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978