同频率纠缠双光子态的量子相干特性

基于量子相干原理,分析了脉冲激光泵浦的第二类型自发参量下转换产生的同频率纠缠双光子态.研究了同频率纠缠双光子的量子相干性质,并与由脉冲激光所产生的不同频率纠缠双光子的量子相干性质做了对比.结果表明,随着激光脉冲宽度的增加,不同频率纠缠双光子态的相位匹配函数的不对称性增加,纠缠光子对的相干性减小,同频率纠缠双光子态的相位匹配函数仍保持对称,纠缠光子对的相干性达到最大.     

2个原子与2个耗散腔场量子体系中的量子退相干

应用J-C模型与相互作绘景中的密度算符理论,研究了2个相互纠缠的理想腔体中2个二能级Rydberg原子与2个纠缠耗散腔场单光子共振相互作用过程中的量子退相干,得到了2个二能级原子的退相干因子.通过对数值计算,讨论了耗散系数和原子-光场相互作用耦合系数对原子态的量子相干性的演化特性的影响.结果表明,耗散系数和原子-光场相互作用强度不仅影响原子态的量子相干性的演化的振荡性,而且影响其演化的周期性.     

量子系统控制方兴未艾

 量子控制是量子力学理论与控制论交叉形成的新兴学科,研究的内容主要是从系统论和控制论的观点,探索量子体系动力学的演化规律、分析量子系统内部特性及研究量子系统状态和轨迹调控与实现的系统控制理论与方法。从本质上看,量子比特初态的制备、量子逻辑门的构造、量子消相干过程的抑制、纠缠态的制备和保持等都可以归结为控制问题。量子系统自身所具有的相干性及其消相干、测量的塌缩性、量子纠缠性及量子的不可克隆原理,都给量子系统控制理论的研究带来了与宏观控制理论完全不同的巨大的挑战。建立量子系统控制理论的过程本身就是一个系统工程,需要经过系统建模、系统综合与分析,其中包括可控性、可达性、稳定性等分析、收敛的控制器设计、系统仿真实验、参数优化等。由于量子系统除具有宏观系统的本征态外,还有大量宏观系统不存在的状态,如叠加态、混合态、纠缠态等等,另外对量子状态只能进行不确定的概率控制,所以需要分别对每一种类型的状态专门去设计出收敛的控制器。     

噪声环境下纠缠相干态的量子关联特性

着重研究了在振幅噪声环境下两体纠缠相干态(Entangled Coherent State,ECS)与贝尔态的量子关联演化.用形成纠缠熵(Entanglement of Formation,E)、量子失协(Quantum Discord,QD)、测量诱导扰动(Measurement-Induced Disturbance,MID)及几何量子失协(Geometric Measure of Quantum Discord,GQD)来计算纠缠相干态在噪声环境下的量子关联演化,发现纠缠相干态的量子失协随着r先减小再增长,然后又逐渐衰减至0,其测量诱导扰动则随着r单调衰减到0,而量子失协以及测量诱导的扰动在振幅衰减影响下比形成纠缠熵演化更加持久.通过对比分析,发现对称与非对称噪声通道下贝尔(Bell)态不一定比纠缠相干态的纠缠度更高,纠缠相干态以及贝尔态的量子关联影响区别不是很明显.     

耗散腔量子电动力学系统中量子Fisher信息和量子相干性分布

基于耗散腔量子电动力学系统,研究了两量子比特间的量子Fisher信息和量子相干性受环境耗散的影响.发现量子Fisher信息在初始时刻会随着时间的演化而增大,而且经过较长相互作用时间后,两量子比特间会呈现稳态的量子Fisher信息.其次,还发现环境耗散并不会完全摧毁两量子比特间的量子相干性,当作用时间较长时,稳态量子相干...     

用核磁共振量子计算机研究量子退相干问题

量子退相干理象是由系统与环境的纠缠所引起的系统相干性的消失，是一种纯粹量子力学效应[1].     

基于弱测量的噪声环境下量子秘密共享方案

量子秘密共享是量子密码学中一个重要分支,而纠缠态是设计秘密共享协议的重要手段之一。噪声环境会导致量子纠缠态发生退相干,从而降低方案质量甚至失败。本文针对相关文献中的量子秘密共享方案,研究了振幅阻尼信道对方案的影响。为了减少纠缠退相干的发生,采用了弱测量方法对噪声环境下的方案进行保护,分析了经过振幅阻尼信道作用之后得到的秘密量子态与初始秘密之间的保真度;给出了不采取任何手段时得到秘密与采用弱测量得到秘密时的相干性度量的定量研究。最后,以具体的量子态为例,发现弱测量的方法对提高方案中秘密态的保真度与相干性具有一定的意义。     

可控电磁场下量子相干动力学和量子信息流动

针对可控电磁场作用下超导量子比特系统中的量子纠缠和量子相干性的动力学性质进行了探讨,所研究的系统是由两个非相互作用的超导比特与独自的数据总线构成的,同时每个超导比特都受到可控的电磁场的驱动。研究发现可控电磁场能够增加两超导量子比特之间的量子纠缠和量子相干性,特别,增加的幅度会随着可控电磁场作用强度的加大而提高。另外,利用迹距离的方法,探索了可控电磁场对于系统中量子信息流动的影响,发现可控电磁场可以抑制超导量子比特与数据总线之间的相互作用,减缓超导量子比特子系统与其它子系统之间的信息交换,阻碍量子信息在不同子系统中的额流动,并保护超导量子比特子系统初始拥有的量子特性。     

双模SU(1,1)相干态与原子相互作用中的量子纠缠

考虑双模SU(1，1)相干态与二能级原子相互作用．分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统双模SU(1，1)相干态与原子问的纠缠以及双模SU(1,1)相干态的模间纠缠，分析了SU(1,1)双模光子数差和光场失谐量对场-原子纠缠和模间纠缠的影响．     

有噪量子信道中的量子相干性

量子态的相干叠加是量子力学的重要特征,同时也是量子计算能够实施的重要资源.由于噪声的影响,量子比特系统的相干性不能长时间的保持.有噪量子信道能够多大程度的保持量子相干性?本文利用相对熵相干性度量,首先讨论两体量子系统相干性、纠缠以及量子关联之间的关系.然后讨论噪声对相干性的影响.通过定义最大相干性的衰减量,即相干性衰减,进而讨论相干性衰减与系统和环境之间纠缠的不确定性关系.最后,具体讨论几类常见量子信道保持最大相干性的能力.     

基于微腔中自生长量子点的量子光信息存储

提出一个基于微型圆盘光学谐振腔（microdisk structure cavity）中自生长量子点的量子光信号存储方案,该方案利用量子光场和量子点系综自旋态之间的Raman过程来实现长时间的量子光信号存储.该方案的主要优势在于：使用全光学Raman过程来耦合光信号和腔中量子点的导带能级,使系统有可能存在较长的相干时间.此外,这种微腔中自生长量子点的工艺比较成熟,使该方案便于实验上实现、控制和大规模集成.     

基于量子算符涨落的非线性隧穿效应

本文主要讨论玻色-爱因斯坦凝聚体系(BECs)中关于量子算符涨落的非线性隧穿效应.通过数值模拟对称双势阱中BECs粒子与非线性作用的演化关系,可以得到在引入量子的算符涨落后,体系同样表现出Josephson效应和自囚禁现象.该理论极大地补充了基于平均场描述和量子描述下的非线性隧穿效应,为BECs的非线性隧穿效应的实验研究提供了理论依据.     

利用超导量子电路中的宏观量子相干性测量弱磁场

超导量子电路可以被等效地看作人造原子,其内部能级结构随外磁场而变化.这里根据这些超导量子电路中的宏观量子相干性,设计了一种新型的磁强计.这种磁强计不仅体积小,而且具有低耗散和高灵敏度的优点.正因为此,它在读取诸如超导磁通量子比特等量子纳米设备方面,具有很大的应用前景.     

利用相差进行量子信息读取

讨论了用一维简谐势阱中的Bose-Einstein凝聚体(BECs)帝l成的多原子级非平衡Schroedinger猫态作为量子计算机中的量子位，在此基础上利用共振射频场对量子位作用的相差优化量子信息的计算结果，从而进行信息的读取，并从单个量子位推广到多量子位系统。     

量子系统中纯态和混合态量子芝诺效应研究

当不稳定量子系统被频繁地测量时,此系统的状态保持不变,量子芝诺效应就会发生.现实存在的量子系统由于与环境相耦合而不可避免地处于混合态.然而,人们对量子芝诺效应的研究基本上只针对纯态量子系统.故研究量子系统中混合态量子芝诺效应将更加具有实际意义.可以证明,量子系统中纯态和混合态均存在量子芝诺效应.     

量子通信中的量子加密网络

对量子密钥分发协议进行了研究，利用点－点量子密钥分发协议的基础上，基于传统密钥托管方案，推广到多点之间（即在网络环境下）的密钥分发协议，提出了多用户、多控制中心网络环境下量子密钥分发过程的实现方法。各中心节点只起到密钥存储、Bell基联合测量、对密钥进行接力传送的作用，密钥是动态产生的，各中心并不知道最终生成的密钥。     

一种改进的量子遗传算法

针对量子遗传算法存在储存量大和易陷入局部最优解等问题,提出一种新的量子遗传算法。该算法采用角度编码方式表示染色体从而减少编码的存储空间;引入小区间方法初始化量子种群, 使量子染色体均匀分布于初值空间;利用改进的旋转门对种群进行更新操作;采用动态的量子步长调整策略实现自适应搜索;引入量子交叉和量子变异操作防止早熟问题。通过典型的多峰值函数优化实验表明该算法具有收敛速度快、全局寻优能力强和计算时间短的特点,可以用于多峰值函数优化问题。     

电磁场与二能级原子相互作用的量子相干性

通过密度矩阵方法讨论了处于特定环境下二能级原子的量子相干性.采用原子算符来表示经典电磁场中二能级原子的哈密顿算符;根据薛定谔方程,导出了二能级原子系统密度矩阵的演化方程;通过求解此演化方程,得到这个系统的密度矩阵具体形式.并由此得出此纯态系统具有良好的相干保持特性.     

细胞骨架微管中一种可能的量子计算

微管是细胞骨架中的重要组成部分和功能组件，其中充满了液体水．该文基于腔量子电动力学描述了微管中水的电偶极子与电磁辐射场的相互作用，并论述了基于量子力学原理的量子计算，探讨了微管实现量子计算的一种可能机理．