Cluster 态的核磁共振实验制备

利用一种优化的幺正算符制备了一种高度纠缠态--cluster 态,这个优化的幺正算符因为只需要施加非选择性脉冲,其所用的时间被明显缩短．该文选择一个三量子位的自旋体系,在核磁共振仪器上进行了实验验证,实验过程中先制备了一个三量子位的纯态,然后通过施加优化的幺正算符即可得到三量子位的cluster 态,实验结果证明了优化幺正算符的有效性．     

制备三量子位和四量子位核磁共振等效纯态

基于时间平均法,给出了在同核系统中制备三量子位和四量子位核磁共振等效纯态的方案.利用Λn(not)门,本文的方案大大减少了制备等效纯态所需的操作次数在三同核系统中制备三量子位核磁共振等效纯态只需三次操作,在四同核系统中制备四量子位核磁共振等效纯态只需五次操作.然后在一个链状耦合的同核系统中实验制备三量子位核磁共振等效纯态,验证了本文的方案;并且给出了四量子位方案的模拟结果谱图.     

制备三量子位和四量子位核磁共振等效纯态

基于时间平均法,给出了在同核系统中制备三量子位和四量子位核磁共振等效纯态的方案.利用Λn(not)门,本文的方案大大减少了制备等效纯态所需的操作次数:在三同核系统中制备三量子位核磁共振等效纯态只需三次操作,在四同核系统中制备四量子位核磁共振等效纯态只需五次操作.然后在一个链状耦合的同核系统中实验制备三量子位核磁共振等效纯态,验证了本文的方案 并且给出了四量子位方案的模拟结果谱图     

基于部分测量增强量子隐形传态过程的量子Fisher信息

量子Fisher信息(QFI)是量子度量学中的一个重要物理量,可给出预估参数精度的最优值.本文研究如何引入弱测量和测量反转操作,来提高有限温环境下以Greenberger-Horne-Zeilinger态作为量子通道的隐形传态过程中的QFI.依据隐形传态过程中量子比特的传输情形,考虑了三种不同方案相应的QFI.首先,通过构造每种量子隐形传态方案的量子线路图,分析了QFI与推广振幅衰减噪声参数的变化关系.随后对各种方案中的受噪声粒子施加弱测量和测量反转操作,并对相应的部分测量参数进行优化,着重探讨了施加最优部分测量操作后QFI的改进量.结果表明,经过优化后的部分测量操作能有效提高有限温环境下量子隐形传态过程输出态的QFI;而且量子系统所处的环境温度越低,QFI的提高效果可越显著.     

利用两对二粒子非最大纠缠态概率隐形传送任意三粒子纠缠W态

提出一种仅利用两对二粒子非最大纠缠态作为量子信道传送任意三粒子纠缠W态的方案,与以往的方法相比,本方案不仅节约了纠缠资源(以往的量子信道三对EPR或者三粒子纠缠态),而且由于作为量子信道的二粒子纠缠态要比任何别的三粒子纠缠态在实验上更容易制备,因而本方案在量子信息理论与实验的发展中都具有参考价值.     

通过cluster态实现两粒子纠缠态的量子几率隐形传态

提出通过一个四粒子cluster非最大纠缠态作为量子信道来实现一未知两粒子纠缠态的量子几率隐形传态方案。在此方案中,纠缠态可以实现一定的几率传输,此几率由cluster态中绝对值较小的两个系数决定。如果我们用cluster最大纠缠态作为量子信道,此时几率隐形传态就成了一般的隐形传态,即成功传输的几率为100%。     

利用仲氢诱导极化技术实现 Deutsch算法

核磁共振系统是实现量子计算的有效物理体系之一．但是随着量子位数的不断增加,运用核磁共振技术实现计算任务存在明显的局限性,原因之一是量子计算的初始态-赝纯态,随着量子位数的增加,信号指数性的衰减,量子位数越多制备赝纯态所需的脉冲序列越复杂,越不容易实现,不利于量子位数的扩展;另外,由于核磁共振中制备的赝纯态实际上也是一种混合态,用于实现量子信息任务时存在一定的争议．该文介绍的利用仲氢诱导极化技术(PHIP)制备出的实验初态,能够解决初态处于混合态的问题,并且信号强度显著增强,作者利用此态实现了 ALTADENA 条件下的两量子位的 Deutsch-Jozsa 量子算法和 PASADENA 条件下的三量子位的Deutsch-Like 量子算法．
     

光腔耦合阵列中四模方形Cluster态的制备

提出一种四模方形cluster态的制备方案,方案选用四个分别包含一个原子系综的独立单模光腔,光腔之间用短光纤实现耦合.讨论证明在合适外加激光脉冲的驱动下,可确定性的制备得到稳定的四模方形cluster态.通过调节驱动激光的频率和相位,该方案可以拓展到多模和其他形cluster态的制备.     

光腔耦合阵列中四模方形Cluster态的制备

提出一种四模方形cluster态的制备方案,方案选用四个分别包含一个原子系综的独立单模光腔,光腔之间用短光纤实现耦合.讨论证明在合适外加激光脉冲的驱动下,可确定性的制备得到稳定的四模方形cluster态.通过调节驱动激光的频率和相位,该方案可以拓展到多模和其他形cluster态的制备.     

双模压缩态量子相干性演化的实验研究

量子相干性作为量子力学一个最显著的特征,被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源.单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性,在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义.利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵,本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响.实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的.特别地,压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大而减小,直至消失,而当压缩和纠缠均已消失时,量子相干性依然存在.实验结果为压缩态、纠缠态光场的量子相干性作为量子资源在量子信息过程中的应用提供了参考.     

基于纠缠交换的仲裁量子签名方案

提出了一种基于量子纠缠交换的仲裁签名协议. 以Bell态为基础,首先将待签消息利用幺正算符序列进行编码,通过算符序列对Bell态进行调制,再通过对量子信息加密产生签名.验证者将签名信息与仲裁者通过纠缠交换所产生的关联态相结合,通过Bell测量来对签名的真实性进行验证.算法利用量子加密保障了真实签名的不可伪造性,同时通过仲裁的参与结合量子密钥有效解决了双方的抵赖问题,方案还能够有效实现对通信双方隐私信息的保护. 关键词： 量子密码 量子签名 纠缠交换     

基于电路量子电动力学系统实现一维cluster态的制备

在电路量子电动力学系统中,本文提出利用磁通比特和LC电路间的耦合来制备多比特的一维cluster态的方案。方案中,LC电路作为中间转化器,通过选择恰当电磁场的参数和调节比特间的能级间隔,使磁通比特间发生纠缠从而制备出多比特的一维cluster态。在大失谐的条件下,磁通比特和量子数据总线间的相互作用可通过调节虚光子来转化。此外,该方案的合理性也已在实验上得到了证明。     

利用非局域控制非门操作纯化三粒子纠缠态

提出了两套三粒子纠缠态的纯化方案.第一个方案选择部分纠缠GHZ态作为量子通道,利用具有一个控制位和一个靶位的非局域控制非门操作和采用集体么正操作及适当地制备三粒子A,B和C的初始态,可以以最佳几率2|β|2获得最大三粒子纠缠态.第二个方案选择EPR对作为量子通道,通过利用具有一个控制位和两个靶位的非局域控制非门操作和采用集体么正操作及适当地制备三粒子A,B和C的初始态,可以以与第一个方案相同的几率获得最大三粒子纠缠态.两个方案都可以推广到N粒子纠缠态的纯化.     

利用Λ型原子与双模腔场的相互作用进行量子信息处理

利用Λ型三能级原子与一个两模腔场在两光子共振和单光子大失谐条件下的相互作用模型，给出了制备两个和三个远距离的腔场的纠缠态和如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、纠缠态的转移的方案；同时找到了一种不用进行Bell基测量而实现纠缠交换的方法；构造了实现量子交换门的操作.最后对实验的可行性进行了分析. 关键词： 量子信息处理 Λ型原子 双模腔场 相互作用     

基于cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.     

一种低经典通信消耗的量子远程态制备方案

设计了一组新的量子远程态制备步骤,在发送方对手中的粒子完成测量后,接收方采用该步骤可以有效降低远程态制备的经典通信消耗-给出一种利用部分纠缠的三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态和部分纠缠的二粒子态作信道,远程制备一个三粒子GHZ态的方案,以此方案为例具体说明上述方法的运用步骤并给出了该方法的适用范围-结果表明,运用该方法后只需消耗1bit经典信息即可远程制备一个三粒子GHZ态- 关键词： 远程态制备 经典通信消耗 三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger态 量子信道     

用多粒子态进行量子信息分配

我们提出一个用五粒子态将量子信息分裂成几部分的方案.在这个过程中,如果有且只有接受者相互合作才能重建初始比特的态.我们所用的量子通道是Bell态和三比特GHZ态的组合态,这些态在实验上都是很容易制备的.这个方案对某些窃听攻击来说是安全的.而且,它还可以用来实现控制的量子隐形传态.     

优化初始脉冲增强多量子跃迁及卫星跃迁魔角旋转谱灵敏度（英文）

该文提出一个能使多量子跃迁、卫星跃迁魔角旋转及其变种方法的灵敏度明显增强的方法.在通常多量子激发或卫星跃迁激发脉冲之前施加一个预备脉冲,对初始态优化从而使循环延迟时间显著减小.利用几个代表性核种(23Na,11B和87Rb)在两个不同磁场下演示了这一方法.该方法可在低至4.7 T的磁场及6 kH z的转速下在任何常规固体核磁共振实验中实现,无需附加硬件或软件.此外,尽管完整的理论解说将另行发表,文中给出具体的实验步骤,使该方法可由用户灵活订制实验,针对每个样品优化实验参数.     

远程制备双原子纠缠态

提出一种远程制备双原子纠缠态的方案,该方案基于两个原子与单模腔场的同时非共振相互作用.由于双粒子纠缠态比三粒子纠缠态容易制备,方案用两对双原子纠缠态作为量子通道.Alice 拥有的两个相同原子同时与一单模腔场非共振相互作用.Alice已知她要制备的纠缠态,她选择适当的相互作用时间、测量她所拥有的两个原子并通过经典通道通知Bob.Bob引入一个相同的辅助原子和一个单模腔场来实现方案.方案对腔场状态和腔损耗不敏感,基于当前的腔QED 技术,方案能在实验上实现.该方案有望在量子信息过程中有重要的应用价值.     

利用Raman相互作用实现二粒子纠缠态的量子受控传递

利用A型三能级原子与相干态光场的Raman相互作用,制备出原子与腔场的四粒子纠缠态,用该纠缠态作为量子信道,把量子信道中的一个粒子作为控制粒子,我们可以实现对未知的两粒子纠缠态的量子受控传递.基于目前的腔量子电动力学的实验技术,简单讨论了我们方案的实验可行性.