Engineering Entanglement,Conceptualizing Quantum Information

Proposed by Einstein, Podolsky, and Rosen (EPR) in 1935, the entangled state has played a central part in exploring the foundation of quantum mechanics. At the end of the twentieth century, however, some physicists and mathematicians set aside the epistemological debates associated with EPR and turned it from a philosophical puzzle into practical resources for information processing. This paper examines the origin of what is known as quantum information. Scientists had considered making quantum computers and employing entanglement in communications for a long time. But the real breakthrough only occurred in the 1980s when they shifted focus from general-purpose systems such as Turing machines to algorithms and protocols that solved particular problems, including quantum factorization, quantum search, superdense code, and teleportation. Key to their development was two groups of mathematical manipulations and deformations of entanglement—quantum parallelism and ‘feedback EPR’—that served as conceptual templates. The early success of quantum parallelism and feedback EPR was owed to the idealized formalism of entanglement researchers had prepared for philosophical discussions. Yet, such idealization is difficult to hold when the physical implementation of quantum information processors is at stake. A major challenge for today's quantum information scientists and engineers is thus to move from Einstein et al.'s well-defined scenarios into realistic models.     

量子交换机与结合量子通信与经典通信的新模式

在引入量子交换机概念的基础上,提出了经典通信向量子通信过渡时期的一种新的通信模式.利用纠缠交换通过量子交换机来建立量子信道,使得通信方避免了复杂的量子技术.使用经典通信信道来传输无直接关联的信息随机数序列,保证了通信的大容量和高效性.     

可扩展的多人市场模型的量子博弈(英文)

将古典经济学模型中的Bertrand双寡头模型推广到了N人的情况.在量子化的博弈中,随着所加纠缠的增大,收益也增大.并且,收益值将不断增长直至达到最优的"合作收益"值.而这个"合作收益"的值在经典博弈的非合作情况中是无法达到的.我们的量子化方法是,在相邻两公司间加入部分信息纠缠.推广到N人的Bertrand模型不但解决了Bertrand模型中的悖论,而且得到一个较为可行的结论.     

两种典型的量子通信技术

量子通信是量子信息中的一个重要分支．而其中最典型的量子通信技术是量子隐形传态和量子密码通信．文章介绍了量子通信中量子叠加和量子纠缠的概念．并介绍两种量子通信技术的理论框架,同时也涉及了这个领域的实验研究进展．     

通过网络实现的量子密钥分配协议

提出了利用EPR对通过网络实现的量子密钥分配方案．在这个方案中,Alice和Bob在建立密钥的过程中无需经典通信,并有效地检测出了Eve的各种攻击．     

自旋非对易和各向同性谐振子

以自旋非对易为背景,研究了三维各向同性谐振子.将非对易效应看作微扰项,得到了基态和第一激发态能级的二级修正和波函数的一级修正.在得到的波函数中发现了自旋非对易引入了位形自由度和自旋自由度的纠缠,这是对易空间中完全没有的新现象.     

压缩真空环境下双腔系统的两原子纠缠

原子间纠缠的制备及其演化特性的研究对量子信息和量子网络的实现具有重要的意义.文章研究了压缩真空环境下双JC模型中两原子纠缠的演化,并讨论了不同初态、腔场的平均光子数和压缩角对纠缠的影响.结果表明:两原子初态的纠缠较强则任意时刻的纠缠也会较强;减小腔场的平均光子数可以延长纠缠存在的时间;腔场的压缩角对纠缠演化的影响比较微弱.     

大失谐条件下纠缠原子与光场相互作用过程中的原子特性

文章研究了在大失谐条件下两全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用过程中系统的原子特性,采用时间演化算符和数值计算方法讨论了系统参数对系统原子特性的影响。研究表明,单模相干光场和两全同二能级纠缠原子在大失谐作用条件下,无论如何调整系统参数,都无法使原子偶极压缩。     

双模最小关联混态的纠缠及其量子起伏

研究了最小关联态的纠缠度与相关参数之间的关系。分析了不同参数情况下最小关联态发生纠缠时相关参数的取值范围以及全量子起伏与相关参数的关系;另外进一步分析了最小关联态的Wehrl熵,同时对标准EPR型纠缠态为的纠缠度作了进一步的计算。     

量子“猜数字”策略的优势

通过经典策略和量子“猜数字”策略的对比,说明了纠缠态协助的量子策略在降低通信复杂性中的作用和优势。