量子点受限长度对量子比特自由旋转品质因子的影响

利用抛物量子点中电子的二能级系统作为一个量子比特．研究了量子比特的自由旋转品质因子和量子点受限长度的关系．在本文的量子比特模型中。得到了量子比特的自由旋转品质因子随着纵向受限长度的增加而减少。而不随横向受限长度发生变化．同时发现能级结构也随受限长度的变化而发生变化．     

具有单体损失的两玻色-爱因斯坦凝聚中的量子纠缠

研究了具有单体损失的两玻色-爱因斯坦凝聚中的量子纠缠.利用旋转波近似,得到了系统的有效哈密顿量和任意时刻的波函数.通过解析求解和数字计算纠缠参数,可以看出,通过减小系统的单体损失强度可以提高系统的纠缠程度.     

两量子比特Rabi模型的纠缠动力学

利用零级近似方法讨论了两量子比特Rabi模型中的纠缠动力学问题,分析了不同耦合强度对系统纠缠的影响。这里量子比特和光场的初态分别选取为最大纠缠的Bell态和相干态。通过与数值方法比较,发现当量子比特跃迁频率远小于单模光场的频率时,在超强耦合区域内零级近似方法能够很好地描述系统的纠缠特性。结果显示两量子比特之间的纠缠可呈现突然死亡和产生的现象。而当量子比特之间的纠缠消失时,它们与光场的纠缠可以达到最大值,即两种不同的纠缠相互竞争相互制约。     

扩展Dicke模型的基态量子关联

本文研究了单模腔场中相互作用的双能级原子在非旋转波近似下的量子相变,在热力学极限下,利用平均场近似得到系统的约化基态能量,再通过约化基态能量及相稳定条件得到正常相与超辐射相的相边界.在相变讨论的基础上进一步计算得到了任意两原子间的量子关联和经典关联,讨论了这些关联与相变间的关系.     

基于集体噪声信道三量子比特纠缠态测量相关性的鲁棒量子对话

利用三量子比特纠缠态作为初始量子资源,提出两个分别运行在集体退相位噪声信道和集体旋转噪声信道上的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.Alice制备一系列三量子比特纠缠态,将它们分成一个物理量子比特序列和一个逻辑量子比特序列,然后将逻辑量子比特序列发送给Bob.接着,Alice和Bob分别对物理量子比特序列和逻辑量子比特序列进行测量.根据他的测量结果,Bob制备新的没有测量过的逻辑量子比特序列,并利用逻辑酉操作编码他的秘密消息.接着,Bob将编码的逻辑量子比特序列发送回Alice.最后,Alice对编码的逻辑量子比特序列施加逻辑酉操作以编码她的秘密消息并公布她对其的测量结果.这样,Alice和Bob就能解码出彼此的秘密消息.借助于三量子比特纠缠态的测量相关性,两个参与者秘密地共享信息逻辑量子比特的初态.这样,信息泄露问题被克服.所提出的协议只需要单光子测量.与之前提出的可运行在集体噪声信道上的QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.     

基于低Q腔的集体旋转无退相干子空间中的量子信息处理

基于低Q腔的单光子输入输出过程实现量子信息处理任务.将2个光子的极化态编码为1个逻辑量子比特,编码方式对于集体旋转噪声免疫.提出了实现原子和逻辑量子比特之间的混合控制相位翻转门,2个逻辑量子比特之间的CNOT门,逻辑量子比特的纠缠制备,原子到逻辑量子比特的量子态转移等方案.     

量子Dicke模型中的纠缠动力学性质

在经典极限条件下, 量子化的Dicke模型表现为量子混沌动力学特征. 通过数值计算, 考察Dicke模型在旋转波近似和非旋转波近似条件下, 与经典相空间对应的一些特殊点的初始条件对纠缠的影响, 并将所有点作为初始条件相空间整体纠缠动力学的演化特征, 研究表明, 经典混沌促进了纠缠的发生.      

基于原子系综系统实现控制Hadamard门和制备多量子比特的W-type态

利用Rydberg阻滞机制,提出了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.该方案可以得到高保真度的n个量子比特W-type态,在量子信息处理方面具有可扩展性.     

控制开放超导量子电路系统中的几何量子关联冻结和量子相干性

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响. 我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长. 利用迹距离的方法,我们探讨了含时电磁场对超导量子比特与环境之间量子信息流动的影响,我们发现含时电磁场可以抑制环境的影响,降低超导量子比特与环境之间的量子信息流动.     

在相干态表象中Jaynes—Cummings模型的简便处理

在相干态表象中，我们介绍一种简便的方法来处理Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（ＪＣ）模型，可以将纯粹的量子问题转变为求解一些微分方程。本文的结果表明：这种方法不仅能够处理在旋转波近似下的二能级体系，也可以用来精确求解无旋转波近似时的ＪＣ模型。     

在相干态表象中Jaynes－Cummings模型的简便处理

在相干态表象中，我们介绍一种简便的方法来处理Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（ＪＣ）模型，可以将纯粹的量子问题转变为求解一些微分方程。本文的结果表明：这种方法不仅能够处理在旋转波近似下的二能级体系，也可以用来精确求解无旋转波近似时的ＪＣ模型。     

基于玻色约瑟夫森结的自旋压缩的相干控制

提出了利用人造原子-基于约瑟夫森结的超导量子比特产生自旋压缩的电路模型,给出了系统的有效哈密顿量.在海森堡绘景下,利用冷冻自旋近似方法得到近似解析解,进而分析了系统自旋压缩效应的调控方法.研究表明,通过调节系统粒子数或者耦合强度与有效非线性相互作用强度的比例,均可有效地调控系统的自旋压缩程度和处于自旋压缩态的时间.外场越弱,粒子数越多,系统的自旋压缩程度越强,处于自旋压缩态的时间越长.     

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。     

超导量子比特中的Landau-Zener-Stckelberg干涉

超导量子比特是人工固态量子系统,在低温和弱耗散条件下,具有量子化的能级结构.这些能级之间的间隔可以随外加偏置电磁场连续变化,不同能级在某些偏置场可能形成量子系统中所特有的免交叉.最近研究成果表明,利用这些免交叉,可以在固态量子比特中实现Landau-Zener-Stckelberg（LZS）干涉,为测量系统的能谱、表征系统与环境的耦合、实现量子逻辑门、产生量子纠缠等提供了一个便捷的新手段.     

腔中利用人工原子实现多量子比特相位门

在量子信息研究中,多量子比特相位门具有非常重要的意义。本文介绍了实现多量子比特相位门的两种模型,提出了一个利用腔中四能级超导人工原子实现多量子比特相位门的方案。该方案采用一个量子场和两个经典场控制各能级之间的跃迁,提高了多量子比特系统抵抗退相干的能力。     

基于绝热演化通道的任意比特对称Dicke态的制备

根据绝热通道技术及暗态的演化机制,提出多个囚禁离子量子比特的纠缠Dicke态制备方案.该方案实现了处于激发状态的离子数连续可调,可完成任意对称Dicke态的制备.离子阱系统处于暗态,且能按照量子绝热演化进行,对试验参数的涨落不敏感.离子阱系统具有良好的屏蔽性,使离子几乎不受外界环境的影响,对离子比特的量子操作有更高的保真度.     

利用耦合超导量子比特实现受控U门

运用两量子比特非局域操作的几何表示理论,提出了利用射频脉冲作用下的耦合超导量子比特构建受控逻辑门(受控U门)的一个理论方案,并进一步推导出在电容耦合和自感耦合系统中构建受控U门时,其哈密顿量中的拉比频率所需要满足的条件.最后通过两量子比特控制相位门的实现说明该方案的可行性.     

基于逻辑量子比特和控制非操作的鲁棒量子对话

本文利用逻辑量子比特和控制非(Controlled-Not,CNOT)操作提出两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.制备方产生逻辑量子比特作为传输态以抵抗集体噪声.另一方借助于CNOT操作知道逻辑量子比特的初始制备态,并在制备方发送过来的一个经典信息序列的帮助下解码出制备方的秘密信息.制备方借助于量子安全直接通信读出另一方的秘密信息.这样,信息泄露风险被有效地避免.在所提出的协议中,只有单光子测量被需要用于量子测量.与之前的抗噪声QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.与作者最近设计的需要将两个相邻的逻辑量子比特制备处于相同的量子态的QD协议相比,所提出的协议在实验上更加容易执行,因为它们没有这种特殊的要求.     

半导体量子点Rabi振荡品质因子及其退相干机制

采用光致发光方法和纳米光谱成像技术,研究了单个半导体量子点中激发态激子的Rabi振荡。观测了在两个延时位相可控的!/2脉冲激发下,激发态激子数随其量子比特位相旋转而振荡的特性。由实验观测结果分析得知此单个半导体量子点量子比特的自由旋转品质因子约为9.8×104,动力旋转品质因子约为18。讨论了激子从浸润层到量子点的俘获过程对Rabi振荡衰减退相干的影响。简要分析了量子点的激子自旋操控和单光子发射统计特性。     

基于腔场耦合的超导比特的量子计算(英文)

利用超导量子比特实现量子计算在世界范围内备受理论界和实验界的关注.在这一体系中实现量子计算的明显好处是具有非常好的操控技术及容易集成化.过去10年实验的快速突破验证了体系的这些优势.在调节不同比特耦合方面,利用微波腔场耦合比特的平台已经建立起来.该综述将重点介绍如何形成等效的超导电荷比特、它和腔场的耦合,以及利用腔场耦合多个比特等内容.