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《华中师范大学》 2012年
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利用腔量子电动力学制备多体连续变量纠缠的研究

孙红  
【摘要】:量子纠缠是最基本的量子通讯和计算资源。多体纠缠的产生成为量子信息科学的一种基本研究,并引起了广泛的兴趣。这篇论文考虑了几种新方法,利用腔量子电动力学来产生可扩展的多体纠缠光,并描述了这些方法在可扩展量子通讯和计算方面的应用。 首先,我们提出了一个可扩展方案来制备一类多模cluster纠缠态。依据图态,所有的模用节点表示,连接节点的边线表示被连节点之间的相互作用。我们的cluster纠缠态对应于双可色图,其中节点属于两个不同的集合,并且边线仅连接不同集合的节点。其物理机制是由于近共振系统中混频参量相互作用的多重通道之间的量子干涉。 其次,基于新近构造的多体连续变量cluster态[J.Phys.B44205504(2011)],我们提供了一种方法来实现多模压缩算符。这个方案利用腔量子电动力学(Cavity QED)来产生幺正的多模场压缩和cluster纠缠态。这类压缩场算符与原子自由度退耦合。压缩参数止比于原子数,所以可以取较大的值。我们的结果显示,在腔外可以获得最佳压缩和稳健的输出纠缠。 最后,人们已经知道一个被驱动的二能级原子库可以建立双模相互作用,并产生两体连续变量纠缠光。我们结合两个这样的二能级原子库,其中每个与两个频率邻近的场相互作用,如此可以产生三模相互作用。我们显示,在有关参数的一个很宽范围内,系统可以很好地满足van Loock-Furusawa判据[Phys. Rev.A67052315(2003)].这意味着有三体连续变量(CV)Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠出现。我们分析了产生纠缠时失谐应该满足的条件。这个方案可以直接地扩展到多个模的情形,为多体连续变量量子网络提供了一个可供选择的实现方式。 总之,上述方案利用腔量子电动力学(Cavity QED),分别产生了可扩展的连续变量cluster纠缠态,多模压缩算符,和可扩展的连续变量GHZ纠缠。这些方案的研究结果可以作为可扩展量子通讯和计算的潜在资源。
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O431.2

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