非线性囚禁离子振动模式互关联函数的研究

为了研究非线性对囚禁离子沿两个正交方向的振动模式之间的互相关函数的影响,采用理论分析和数值计算相结合的方法,对单个2维三能级囚禁离子与两个经典驻波激光相互作用的非线性双光子Jaynes-Cummings模型进行了严格求解,并对囚禁离子沿两个正交方向的振动模式之间的互相关函数进行了数值分析。结果表明,当初始平均量子数较小时,反关联效应随Lamb-Dicke参量的增大先是增强然后减弱,但是关联效应却随Lamb-Dicke参量的增大一直增强。随着初始平均量子数的增大,反关联效应会减弱直至消失;表征非线性效应的Lamb-Dicke参量和初始振动运动平均量子数对交叉关联有明显的影响。     

在离子阱中实现量子SWAP门的方案

提出了一个利用处在线性阱中的两个全同的三能级离子与两个不同频率的激光脉冲共振相互作用来实现两比特量子SWAP门的方案,该方案是根据Haffner H.和 Riebe M等人的实验方法与结果选择 离子的 基态的一个塞曼能级作为基态,以亚稳态 的两个塞曼能级作为两个激发态来实现的,选择适当的参数如质心模的频率 ,拉比频率 以及Lamb-Dicke参数 ,计算出实现该方案所用的总时间为 ,该时间远小于亚稳态 的寿命 ,并且在这个方案里消相干是可以被忽略的。在目前的离子阱技术条件下,该方案是可以实现的。     

利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输

在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应、实现量子信息传输的一个有效方案。将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系、     

利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输

在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应,实现量子信息传输的一个有效方案。本文指出：将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机的结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系。     

分布式离子阱量子计算的发展和应用

分布式离子阱量子计算是一种将囚禁离子处理器作为计算节点,通过离子-光子纠缠连接各计算节点而建立的量子计算模型。在金融、化学、密码学等领域需要巨大的计算量,分布式离子阱量子计算有望突破这些领域现有方法的局限,从而获得广泛应用。对分布式离子阱量子计算的原理、现状进行分析和研究,并对未来可能的发展方向与应用场景进行展望。     

驻波场中囚禁离子的Wigner-Yanase偏态信息

研究了驻波场中囚禁离子的Wigner-Yanase偏态信息并得到了其恢复周期,发现此周期与离子布居数反转的恢复时间相同.对解析解与数值模拟进行分析,发现Wigner-Yanase偏态信息的恢复时间随Lamb-Dicke 参数的增大而减小,随离子平均振动声子数的增大而增大;当离子质心从驻波场波节移向波腹时,Wigner-Yanase 偏态信息的恢复时间变长.从理论上证明了囚禁离子振动态处于相干态时离子初始偏态信息恒为1/2,分析了离子与驻波激光场之间的量子纠缠特性.     

关于量子非局域逻辑门的研究

对几种类型的量子非局域逻辑门进行了讨论,并且研究了信道为非最大纠缠态的情况,此时量子非局域控制-非门只能概率性实现.     

量子纠缠和量子操作对CHSH量子博弈优越性的影响

已有的大多数有关量子博弈的研究只关注粒子处在最大纠缠态和特定的量子操作时模型的优越性。在实际应用中，所用粒子可能偏离最大纠缠态，量子操作也可能存在一定的偏差。基于此，研究了这两方面对CHSH量子博弈模型优越性的影响。结果表明，当粒子处在特定纠缠态时，量子获胜概率 并不总是大于经典获胜概率 ，采用不同的量子旋转门操作可以达到的最大量子获胜概率 随着量子态纠缠度的增大而增大。在 对应的量子门旋转角附近，某些旋转角范围对应的 变化较小。这些研究对量子博弈的应用提供了理论指导。     

基于两粒子和三粒子最大纠缠态的量子盲签名协议

量子盲签名作为量子密码学的重要组成部分,近年来受到了越来越多的关注.提出了一个基于两粒子和三粒子最大纠缠态的量子盲签名方案,利用量子纠缠特性实现了消息盲化,并借助量子相干性原理进行了消息恢复.所提方案利用量子逻辑门对量子态进行操作,实现了两比特经典信息的量子态表示.最后证明了该方案满足不可否认性、不可伪造性和盲性.基于...     

实现三比特量子控制相位门的离子阱方案

提出了一个利用离子阱系统实现三比特量子控制相位门的方案。在这个方案里,只需对囚禁离子辅以单比特旋转操作并与激光发生共振相互作用便可实现三比特控制相位门。相比其他文献中控制相位门的实现方案,我们方案的优势在于所用的步骤更为简便易行。另外,此方案不需要任何的测量。     

基于四粒子团簇态的可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知单粒子态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的两个粒子做一次Bell基联合测量,两控制者合作对其两粒子进行Bell基联合测量,接收者在两个控制者的帮助下对其自己的粒子做相应的幺正变换,即可得到要传送的单粒子态,完成可控量子隐形传态.     

通信波段稀土离子掺杂固态量子存储进展

量子互联网是实现多方量子通信、分布式量子计算等量子信息技术的重要基础,量子存储器作为实现互联网的重要部件,对量子信息技术的发展、应用具有举足轻重的作用。如今遍布全球的光纤网络已经是信息传输的有力载体,通信波段的量子存储器因容易嵌入到当前的光纤网络中而备受重视。聚焦于稀土离子掺杂固态体系的通信波段光量子存储,首先介绍稀土离子掺杂固态量子存储的基本原理,包括稀土掺杂材料特性以及存储协议等,然后介绍目前的研究现状,最后简要分析其未来的发展趋势,并对量子互联网的构建做出展望。     

囚禁汞（199Hg+）离子Zeeman谱及磁场效应

囚禁汞离子的光微波双共振实验是开展汞离子微波频标的实验基础。二级Zeeman效应是影响频率稳定度和磁场效应的重要因素之一。利用光学微波双共振方法测量了囚禁199Hg+离子基态Zeeman分裂。通过减小微波扫描的频率范围,得到钟跃迁频率和谱线线宽。采用磁屏蔽材料（坡莫合金）对离子阱囚禁区域的磁场进行屏蔽。使得囚禁汞离子的钟跃迁谱线的线宽减小到1.5Hz。相对于无磁场屏蔽时,钟跃迁频率减小13.5Hz,并利用二级Zeeman效应估算出磁屏蔽后离子囚禁区域磁场大小为0.1高斯。     

一种新的未知三粒子量子态秘密共享方案

提出了使用GHZ的三粒子纠缠态作为量子信道来实现三个未知量子纠缠态的秘密共享,并对方案的安全性进行了证明。该方案通过对粒子进行三粒子GHZ态的测量和X基测量,最后使用相应的幺正变换来实现三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,此方案既完成了对未知三粒子纠缠态的秘密共享又没有增加量子信道的实现难度,为共享更多位的量子秘密共享方案提供了理论依据。     

利用腔量子电动力学技术来制备多个分离腔场的纠缠

提出了一种利用单模腔场与三能级原子的共振相互作用制备多个分离腔场的纠缠态的方案.首先研究两个分离腔场产生纠缠的情况,然后推广到N个分离腔场纠缠的情况.     

原子与双模光场耦合系统纠缠纯化方案

提出了二能级原子与双模光场耦合系统的纠缠纯化方案,并对系统纯化前后量子传输保真度进行了研究.研究表明:通过调整两个量子逻辑门的旋转角度,可以有效地改进相位阻尼和失谐对量子传输保真度的影响,并且获得了通过纯化后的信道进行传输的最大保真度.