向量子通信迈出了一大步

量子通信是基于量子力学的非定域效应 .一对粒子处于某种量子力学纠缠态 ,其波函数可以表示为ψ(A ,B)〉=12 (〉A 〉B- 〉A 〉B) ,这里〉A 代表粒子A的自旋“向上” ,以此类推 .单独看粒子A ,它的自旋或的几率各占 5 0 % ;单独看粒子B ,情况也如此 .然而 ,一旦进     

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.     

耗散腔中两二能级原子态的自旋压缩,量子Fisher信息和最大自旋涨落

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律,分析了与单模辐射场作用过程中原子态的自旋压缩、量子Fisher信息和最大自旋涨落.结果表明:自旋压缩,大于 的最大自旋涨落可以作为量子纠缠的充分必要判据.自旋压缩, 大于 的最大自旋涨落和量子纠缠,它们互相等价.大于1的Fisher信息与它们之间没有等价关系,但可以作为自旋压缩和量子纠缠的充分判据.     

耗散腔中两二能级原子态的自旋压缩量子Fisher信息和最大自旋涨落

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律,分析了与单模辐射场作用过程中原子态的自旋压缩、量子Fisher信息和最大自旋涨落.结果表明:自旋压缩,大于1/2的最大自旋涨落可以作为量子纠缠的充分必要判据.自旋压缩,大于1/2的最大自旋涨落和量子纠缠,它们互相等价.大于1的Fisher信息与它们之间没有等价关系,但可以作为自旋压缩和量子纠缠的充分判据.     

量子纠缠态的普适远程克隆

提出一种任意两粒子纠缠态1→2普适远程克隆方案. 此方案仅需一个特殊的四粒子纠缠态作为量子信道, 就可使处于空间不同位置的两个接收者分别以5/6的保真度得到任意输入态的近似拷贝, 该保真度远高于已有方案中的保真度. 将方案推广到任意两粒子纠缠态1→N(N>2)普适远程克隆的情况, 可使处于不同地点的N个接收者分别以(2N+1)/(3N)的保真度得到输入态的近似拷贝. 另外, 提出一种以上述单个特殊四粒子纠缠态作为量子信道, 在多目标量子比特受控非门和 关键词： 量子纠缠态 普适远程克隆 保真度     

锯齿型石墨烯纳米窄带中量子霍尔体系的电场调控

应用含自洽格点在位库仑作用的Kane-Mele模型,研究锯齿型石墨烯纳米窄带平面内横向电场对边界带能带结构和量子自旋霍尔(QSH)体系的影响.研究结果显示,当电场强度较弱时,外加电场的方向可以调控自旋向下的两个边界带一起朝不同方向移动,导致波矢q=0.5处自旋向下的两个纯边界态的能量简并劈裂方向可由电场调控;当电场强度进一步增强到超过0.69 V/nm,自旋向下的两个边界带出现较大带隙,能带反转,而自旋向上的电子结构无能隙,系统呈现半金属性,同时QSH体系不再是B类.特别当电场强度为1.17 V/nm时,在自旋向下能带的能隙中,q=0.5处存在自旋向上的纯边界态,意味着在8格点边界处可以产生自旋向上的纯边界电流.当电场强度持续增加时,QSH系统从B类到C类经历3个阶段的变化.当电场强度超过1.42 V/nm后,自旋向上的两个边界带也出现能带反转,分别成为导带和价带,系统成为C类的普通量子霍尔体系.     

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.     

耦合量子点中的纠缠测量

运用Gurvitz提出的求解薛定谔方程的方法并结合数值计算,分析了两个自旋相反的电子在耦合双量子点中的振荡和纠缠情况,以及如何利用量子点接触读出纠缠信息.结果显示两电子通过库伦相互作用形成量子纠缠态.强库伦作用下,它们黏在一起运动,类似于单电子在量子比特中的振荡.这种情况下,把量子点接触探测器靠近耦合双量子点,可以通过探测器的电流变化率读取电子的纠缠信息.     

利用纠缠转换实现任意二粒子态的隐形传输

通过量子通道实现未知粒子态或量子比特的隐形传输,自1993年[1]提出以来,受到了许多理论与实验工作者的关注.二粒子纠缠态可通过三粒子GHZ态实现隐形传态[2];也可通过三粒子非最大纠缠态或两对二粒子非最大纠缠态实现概率隐形传态[3,4].     

未知高维量子态的概率隐形传送

研究了未知的多维量子态的概率量子隐形传送问题.文中提出利用一个部分的三维两粒子纠缠态作为量子通道,概率传送未知的三维单粒子态的方案;然后通过利用两个部分的三维两粒子纠缠态作为量子通道,又提出了一种概率隐形传送未知的三维两粒子纠缠态的方案.并且对它们进行了推广:通过利用N个部分的d维两粒子纠缠态作为量子通道,可以把这种方案直接推广到未知的d维N粒子纠缠态的概率量子隐形传送.同样地,我们详细地列出了每个接收者所用的各种幺正变换.这样,我们就把未知的两维量子态的概率量子隐形传送问题研究推广到三维或多维量子态的概率量子隐形传送.与先前的研究方案相比,本文所提方案具有下列优点:处理方法不同,具体地说是在隐形传送的过程中所利用的幺正变换形式不同.在我们的方案中,接收者将引进一个具有初态为|0》A的d-维辅助粒子A,幺正变换U2采用d2×d2矩阵形式(对三维量子态来说d=3);而先前方案的接收者引进的是一个具有初态为|0》A的两维辅助粒子A,幺正变换U2采用2d×2d矩阵形式,即实际上就是过去方案的形式.也就是说,他们对其它粒子是进行多维处理,而对接收者引进的辅助粒子A只进行两维处理.     

利用单个三粒子最大GHZ态或两个EPR态隐形传送任意三粒子GHZ态

提出利用单个三粒子最大Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)态或两个Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)态作为量子信道确定性隐形传送任意三粒子GHZ态的两个方案，并将方案推广至隐形传送任意n(n≥4)粒子GHZ态的情况.讨论了量子信道受噪声影响时隐形传态的保真度.研究发现，当作为量子信道的单个三粒子最大GHZ态受到噪声影响时，隐形传态的保真度仅与量子信道的纠缠度有关，而当作为量子信道的两个EPR态受到噪声影响时，隐形传态的保真度不仅与量子信道的纠缠度有关，还与待传送态的纠缠度有关.所提出的方案具有节省量子信道纠缠资源的特点. 关键词： 隐形传态 三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger态 量子逻辑门 保真度     

三粒子纠缠Ｗ态的隐形传态

提出利用三个二粒子纠缠态作为量子信道，实现三粒子纠缠Ｗ态的隐形传态的方案.首先考察量子信道是最大纠缠态的情形，然后进一步考察量子信道是非最大纠缠态的情形.发现在量子信道为非最大纠缠态时，通过引进一个辅助粒子，并构造一个幺正变换矩阵，即可以一定的概率完成三粒子纠缠Ｗ态的隐形传态. 关键词： 隐形传态 三粒子纠缠 纠缠Ｗ态 非最大纠缠量子信道     

激子自旋弛豫对简并量子点发射光子对纠缠度的影响

利用粒子数运动方程和量子回归理论，计算了单个半导体量子点双激子体系脉冲激发下粒子在各能级间辐射跃迁的二阶交叉相关函数以及系统发射光子对的偏振密度矩阵.分析了激子态能级简并量子点体系发射光子对偏振纠缠特性，讨论了纠缠度随激子态间自旋弛豫的变化关系.研究表明，激子自旋弛豫会破坏该系统发射光子对的纠缠度. 关键词： 纠缠光子对 半导体量子点 二阶相关函数     

基于(2m+1)粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态(英文)

提出了一个基于高维2m+1粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态方案,发送方Alice对需传送的未知态量子系统和手中的纠缠粒子执行m个广义Bell基测量,控制方执行广义X基测量,依据预先共享量子纠缠态非定域相关性,接收方对手中的粒子执行相应的幺正操作就可以重建原来未知量子态.与其他方案相比,方案减少了任意高维多粒子态可控离物传送所需传送粒子数.我们进一步讨论了基于纯纠缠信道的概率量子可控离物传态方案,通过与发送方和控制方合作,接收方只需对手中的纠缠粒子和引入的附加粒子执行联合幺正演化和投影测量,就可以在他的粒子上概率的重建原来的未知量子态,最后,方案计算讨论了基于纯纠缠态量子可控离物传态成功概率与信道纠缠度之间的关系.     

六光子量子纠缠态的制备

我们提出了一个完全基于量子擦除概念上的六光子纠缠态的制备方案。首先，提出了利用一组四纠缠光子来制备六光子纠缠态的方案。接着，运用同样的技术，通过五粒子纠缠和Bell态的相互作用来制备六光子纠缠态。我们的实验方案可以应用于以测量为基础的量子计算和多体量子通信领域的研究。我们发现该方案成功的概率取决于纠缠态的系数。     

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对量子XY链中热纠缠的影响

研究了Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用对混合自旋(1/2,3/2)XY链以及自旋为1的XY链热纠缠的影响.通过计算两粒子之间的纠缠,发现它不仅能够增强纠缠,而且能使两粒子之间的纠缠度达到一稳定值;当温度较高时,要使热纠缠达到稳定值需要更强的这种相互作用.在相同的条件下,自旋s=1的两粒子之间的纠缠要小于混合自旋两粒子之间的纠缠.粒子之间的交换耦合相互作用有助于加强粒子之间的热纠缠,因此可以与DM相互作用一起调节纠缠度.当交换耦合相互作用比 关键词： 量子纠缠 XY 模型')" href="#">XY 模型 negativity Dzyaloshinskii-Moriya相互作用     

能够突破标准量子极限的原子双数态的制备研究

所有经典的双模(两路径)干涉仪的相位测量精度都受限于1/N/(1/2)(其中N为参与干涉测量的总粒子数),这一极限被称为经典极限或标准量子极限.量子计量学最重要的目标之一是探索如何通过量子纠缠实现超越经典极限的测量精度.双数态是一种能突破经典极限的纠缠态,它由数目相等、不可区分的自旋朝上和朝下(双模)玻色粒子组成.通过光学自发参量下转换或囚禁离子内态的操控手段已实现了不到十个光子或离子的双数态.利用玻色-爱因斯坦凝聚体中原子的自旋混合过程,近年来也能产生多达几千个原子的双数态.但是这样制备的双数态的总粒子数的随机涨落过大,限制了它们的实际应用潜力.最近,我们通过调控原子凝聚体中的量子相变,实现了超过一万个原子的双数态的确定性制备.本文简要综述这一研究进展.     

通过四个纠缠态粒子来实现未知的三个纠缠态粒子的量子几率隐形传输

提出一种分别利用四个三态粒子的最大纠缠态和非最大纠缠态作为量子通道来传输一未知的三个三态粒子纠缠态的方案.首先考察量子通道是最大纠缠态的情况,然后进一步考察量子通道是非最大纠缠态的情况,同时发现在后者情况时,通过引进一个辅助粒子,并构造一幺正变换矩阵,即可以一定的几率完成该三态粒子纠缠态的隐形传输.     

实现原子间脱离实体的量子态传输

1993年，BennettC等提出了一个量子态隐形传输(quantum teleportation)的方案：利用两个系统(A粒子和B粒子)之间的量子纠缠，将位于A方的P粒子量子态传输给B粒子．具体步骤是：(1)令A粒子和B粒子纠缠；(2)制备将要传输的相干叠加量子态