量子计算机的物理实现

本首先着重讨论量子逻辑门的物理实现,包括单量子位旋转,幺正变换,以及Hadamard变换,以实现单量子位向相干叠加态和纠缠态的转变。接着对量子超距传输,量子计算,光子传声,量子网络以及量子计算机的研制等方面的研究近况作了简要介绍。     

量子信息处理中Pauli矩阵的应用

以Pauli矩阵为工具,讨论量子比特（Qubit）与量子逻辑门,Hadamard门,量子受控非门等）的有关性质.     

基于关联方向测量的量子关联

通过讨论量子失协的上界,给出可达熵量子关联态的一个必要条件．对于双量子比特系统,利用可获得经典关联的最佳测量定义了关联方向上最小的量子失协,分析得到该度量是量子失协很好的逼近结果．最后,讨论量子关联的动力学过程,发现量子关联在衰减的过程中出现了突然的改变,利用关联方向上最小的量子失协给出了该现象的合理解释．     

定态量子流体动力学模型解的一些估计

有关量子流体动力学模型的研究成为了一个热点问题。研究了当电子密度为正,引入新的变换ω=ρ后,得到稳定态半导体量子流体动力系统的解的L∞估计、H1估计和H2估计。     

用非最大纠缠态实现三粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来几率地传输三粒子部分纠缠态的量子控制方案．在该方案中,选择量子通道中的一个粒子作为控制粒子,发送者进行一次Bell基测量和2次Hadamard门测量;控制者实施一次Hadamard门测量,并将他们的测量结果利用经典信道发给接收者;接收者根据他们的测量结果进行适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就能得到待传的未知量子态．该方案是一种基于非最大纠缠态的几率受控的隐形传态方案,可以应用于远程量子计算、远程量子克隆、量子远程控制等．     

定态量子流体动力学模型解的一些估计

有关量子流体动力学模型的研究成为了一个热点问题.研究了当电子密度为正,引入新的变换ω=√ρ后,得到稳定态半导体量子流体动力系统的解的L∞估计、H1估计和H2估计.     

通过一个EPR对和一个GHZ态实现任意两粒子态的概率传递

我们提出了一个非最大纠缠EPR对和一个GHZ态作量子通道实现一个任意两粒子量子态隐形传递的方案。利用Bell态测量和Hadamard门测量,如果接收者引入一个联合幺正变换,就能实现一个任意两粒子态的概率传递,这个联合幺正变换是唯一的。同时,我们还给出了实现该传态过程的量子电路。     

基于原子系综系统实现Controlled-Hadamard 门和制备多量子比特的W-type态

提出了利用Rydberg阻滞机制,实现基于原子系综系统的控制Hadamard门和制备n个量子比特W-type态的方案.在该方案中,选取Rydberg态为激发态,其是1个辅助态,2个基态作为编码态. 由于控制Hadamard 门实现的操作时间比激发态的寿命小得多,因此,激发态的衰减效应可以忽略不计. 该方案可以得到高保真度的n个量子比特W-type态,且该方案在量子信息处理方面具有可扩展性.     

3粒子GHZ态的量子远程克隆

提出了一个能实现3粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案:运用2个4粒子纠缠态作为量子信道,通过发送者的2次Bell测量、Hadamard变换、单粒子测量及经典通信;2个接收者进行相应的幺正变换、引入附加粒子和通过Toffoli门,就可以得到原未知态的近似拷贝,此方案的保真度与输入态有关.另外,还推广了一种实现N粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案.     

N粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来概率地传输N粒子部分纠缠态的量子控制方案,在该方案中,利用非最大（N＋2）-粒子GHZ态作为量子通道,在发送者进行一次Bell基测量、N-1次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量,控制者实施一次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量之后,接收者根据他们的测量结果,再进行一些适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就实现了N粒子未知量子态的受控传递．该方案是一种基于非最大纠缠态的概率受控的隐形传态方案,并且成功的概率为2｜a｜^2。     

Experimental investigation of quantum discord in DQC1

Quantum discord has been proposed as a resource responsible for the exponential speedup in deterministic quantum computation with one pure qubit (DQC1). Investigation of the quantum discord generated in DQC1 is of significant importance from a fundamental perspective. However, in practical applications of DQC1, qubits generally interact with the environment. Thus, it is also important to investigate the discord when DQC1 is implemented in a noisy environment. We implement DQC1 on an electron spin resonance (ESR) architecture in such an environment and nonzero quantum discord is observed. Furthermore, we find that the values of discord correspond to the values of purity α and quantum Fisher information, which reflect the power of the algorithm. Our results provide further evidence for the role of discord as a resource in DQC1 and are beneficial for understanding the origin of the power of quantum algorithms.     

Amplifying stationary quantum discord and entanglement between a superconducting qubit and a data bus by time-dependent electromagnetic field

We study the dynamics of quantum discord and entanglement between a superconducting qubit and a data bus,which is driven by a controllable time-dependent electromagnetic field,in the presence of phase decoherence and find that the quantum discord and entanglement remain at a stationary non-zero value for long time evolution.It is shown that the amount of stationary quantum discord and entanglement can be enhanced by applying the time-dependent electromagnetic field.     

Applying Gaussian quantum discord to quantum key distribution

In this paper, we theoretically prove that the Gaussian quantum discord state of optical field can be used to complete continuous variable （CV） quantum key distri- bution （QKD）. The calculation shows that secret key can be distilled with a Gaussian quantum discord state against entangling cloner attack. Secret key rate is increased with the increasing of quantum discord for CV QKD with the Gaussian quantum discord state. Although the calculated results point out that secret key rate using the Gaussian quantum discord state is lower than that using squeezed state and coherent state at the same energy level, we demonstrate that the Gaussian quantum discord, which only involving quantum correlation without the existence of entanglement, may provide a new resource for realizing CV QKD.     

利用动力学去耦合脉冲增大和调节量子相干性和三体纠缠

本文研究了动力学去耦合脉冲对腔量子电动力学系统中量子相干性, 量子失谐和量子纠缠的影响, 发现动力学去耦合脉冲不仅能够增大系统中两原子之间的量子相干性, 同时也能增大它们之间非经典关联（量子失谐和量子纠缠）. 同时, 凭借迹距离的方法, 探讨了动力学去耦合脉冲增大两原子之间量子相干性的原因, 通过探究可以看出动力学去耦合脉冲能够控制和加速量子信息从其他子系统回流到两个原子中去, 并减少两原子子系统和其他子系统之间的量子信息流动, 从而增加两原子间的量子相干性和非经典关联. 最后, 利用保真度的方法研究了系统中三体纠缠出现的情况, 结果显示在不同的时间, 系统中会出现三体纠缠, 特别值得指出的是, 可以通过动力学去耦合脉冲来调节和增加系统中三体纠缠出现的时间.     

量子三元Werner衍生态的几何失协

量子三元Werner衍生态是由量子三元Werner态经幺正算符作用而生成的态.采用文献(DAKIC B,VEDRAL V,BRUKNER C.Necessary and sufficient condition for nonzero quantum discord[J].Phys Rev Lett,2010,105:190502)定义的几何失协方法,研究量子三元Werner衍生态的量子关联(QC).研究发现:量子三元Werner衍生态GD的解析式显示了衍生态GD的对称性,量子三元Werner态的任何衍生态的GD值都不超过量子三元Werner态的GD值.     

外加经典驱动场保护非马尔科夫信道量子失协的对策

讨论了外加经典驱动场对非马尔科夫信道量子失协动力学演化的影响。研究结果表明:尽管调控经典场的幅度、频率均能够对非马尔科夫信道量子失协起保护作用,但保护的效果有较大差别;能对系统量子失协保持起关键作用的是量子比特的有效频率与热库中心频率间的总失谐,调控经典驱动场的幅度是增大总失谐的最有效的途径。提升经典驱动场的幅度是实现量子失协保持最有效的方法。     

磁场和杂质对二维3电子量子点基态的影响

使用少体物理方法，计算了在不同的磁场，杂质作用下二维3电子量子点基态的能量和角动量，获得了它们受磁场和杂质影响的结果，并且从动力学和对称性两方面对结果进行了分析。     

使用QED技术制备簇态和实现量子信息的传输

提出了一种在腔QED中制备纠缠态并进行量子信息传输的协议,该协议指出量子信息的传输可以在制备纠缠态之后通过纠缠态的分配来实现量子信息的传输．也可以在制备纠缠态的过程中实现量子信息在原子间的直接交换。