中国科大首次实验实现量子纠缠态自检验

正中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在量子信息领域研究中取得新进展,该团队李传锋、陈耕等人在测量设备不可信条件下实验获知了未知量子纠缠态保真度信息,首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。该研究成果于12月13日发表在国际期刊《物理评论快报》上。量子纠缠是量子信息领域的重要资源。学术界通常采用量子态层析的办法来测定量子纠缠态,这种方法类似于医院中的CT扫描。通过量子态层析可以重构出纠缠态的形式,进而获得纠缠态的保真度等重要信息。然而量子态     

原子和光模场间量子纠缠探讨

量子纠缠是量子力学的奇妙特性之一，是存在于多体系复合量子系统中的一种奇特现象．本文应用negativity纠缠度量标准，考察了双原子与双模光场相互作用系统中，原子间纠缠和光场模间纠缠随时问的演化规律，发现它们在时间演化过程中可以相互转换．     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

中国科大实现世界最高保真度的固态量子存储器

中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，在固态系统中首次实现单光子偏振态的量子存储器，保真度达99．9％，刷新世界纪录。研究成果5月11日发表在美国《物理评沦决报》上，并被美国物理学会网站“物理概要”栏目作亮点报道。     

量子纠缠对原子偶极压缩的影响

研究2个纠缠的二能级原子中的1个原子在与相干光场相互作用过程中,纠缠参量θ对另1个原子的偶极压缩的影响.结果表明,原子偶极算符的∏1分量不存在压缩,而∏2分量则存在压缩,∏2分量的压缩随表征相互作用时间的参量g t和相干光振幅α的增大而增大,而随纠缠参量θ呈负单峰变化,当g t=0.7、α=10及θ=π/4时,∏2分量在产生最大压缩的情况下呈现最大的量子纠缠.     

原子波导耦合系统的多体量子纠缠产生

利用多体量子纠缠度量,研究了与一维半无限波导耦合的三个两能级原子系统纠缠产生问题.考虑原子之间的距离、原子和波导之间的手性耦合和波导有限界与原子系统的距离对量子纠缠的影响.由于镜子导致的量子反馈,使得量子系统的方程为延迟微分方程.通过求解延迟微分方程,得到原子系统的量子纠缠演化.分析发现和一维无限波导情形相比,耦合于半无限波导的原子系统中产生的量子纠缠能够持续更长时间,而且其动力学特性依赖于原子之间的距离、手性耦合强度和原子的位置.在不考虑延迟情形下,分析了手性耦合对量子纠缠的影响,发现手性耦合强度越大,量子纠缠到达最大值越快,而后更快地衰减到零.研究表明可以通过控制原子之间的距离、手性耦合强度和原子的位置来制备量子纠缠.研究对理解基于波导的多体量子纠缠产生有重要意义.     

光晶格中极性分子链的量子纠缠

极性分子受到外电场作用,其分子轴将绕电场方向在一定范围内振荡,形成摆动态.通过选择能级最低的磁量子数M=0的两个摆动态作为量子比特,研究了囚禁在一维光晶格中的分子链的量子纠缠.计算了共生纠缠度、全局纠缠度与和电场强度、永久偶极矩、转动常数、偶极–偶极相互作用及温度等有关的3个无量纲变量之间的关系,从而阐明了极性分子链的量子纠缠的特点.     

J-C模型中原子的自发辐射与量子纠缠态

通过对旋波近似下J－C模型中的二能级原子与单模场相互作用体系的研究，得到激发态原子将演化为场和原子的耦合叠加态－－纠缠态，原子偶极矩的期待值总是零，但偶极矩的起伏恒等于一个不为零的常数，因此，原子的自发辐射是由偶极矩的涨落引起的，并非原子偶极矩振荡造成的结果，具体研究这种纠缠态的性质得出：原子与场纠缠体系的信息熵和纠缠度随时间做周期性的振荡，并且和原子与场间的耦合系数及失谐程度有关，量子态在非纠缠态与纠缠态之间变化，在微小失谐量时，量子态将长时间停留在纠缠态。     

量子纠缠态

量子纠缠态是量子力学的精髓,纠缠态在量子计算和量子通讯中起着重要作用．本文系统的介绍了量子纠缠态,从他的起源、定义、常见纠缠态及纠缠度进行了说明。     

浅谈量子纠缠态的实现及应用

本文首先讨论量子力学的意义,进一步介绍了量子力学的最新进展——"量子纠缠态"的数学定义,并介绍了二粒子纠缠态一种实现方法和其应用。     

与纠缠原子作用的二项式光场的量子信息保真度

应用全量子理论研究了初始处于纠缠态双原子与二项式光场共振相互作用的光场量子信息保真度.采用数值计算方法,讨论了原子纠缠度、二项式光场参量和相互作用时间对保真度的影响.结果表明:选取恰当的初始原子纠缠参量和初始二项式光场参量,以及控制好相互作用时间,可以获得光场的高保真输出.     

量子纠缠的单配性

与宏观物理世界不同,量子世界粒子之间的关联性作为物理资源其关联的强弱不可以任意分配。比如3量子比特A、B、C,若A与B处于极大纠缠态,则A与C之间不再有纠缠,把这一性质称为单配性。这一性质也是量子信息能够实现安全保密通信的原因之一。自2000年Coffman、Kundu和Wootters(CKW)首次给出纠缠单配性的数学定义以来,学者对这一性质进行了大量研究。基于此,该文系统地对目前研究结果进行梳理,主要对2018年给出的纠缠单配性新定义以及2019年基于新定义所得到的结论进行总结,并对量子关联度量多配性新定义及基于新定义得到的辅助纠缠的多配性讨论进行总结。结果表明,新定义对于研究单配性和多配性关系更加便捷,单配性关系取决于约化函数是否为严格凹函数,而辅助纠缠都满足多配性关系。研究结果为今后研究量子关联提供了新思路。     

耗散腔场中双纠缠原子的量子信息保真度

利用数值计算的方法,研究了耗散腔中双纠缠原子的量子信息保真度.讨论了光场的初始平均光子数一定的情况下腔的耗散系数对量子态保真度的影响,以及在腔的耗散一定的情况下光场的初始平均光子数对量子态保真度的影响.结果表明:腔的耗散和光场的初始平均光子数对原子和原子—光场系统的保真度的影响都很明显.     

量子纠缠的新理论

利用独立态矢特性,首次提出了一个纠缠态的定义及构造纠缠的理论,并进一步给出了多粒子系统的纠缠方式,进而给出基本纠缠方式的纠缠度的定义式,并推导出其公式,得出了三粒子系统的非纠缠判据.     

J-C模型下双腔双原子的量子纠缠研究

文章选取J-C模型,在此模型下引入双腔双原子体系。考虑这两个原子的纠缠问题,通过泰勒展开计算出此体系中的量子关联concurrence,并最终推导出关于concurrence的方程,这个方程很好地预测了自旋1/2量子纠缠的产生与坍塌。     

基于纠缠比特实现的量子身份认证协议

提出一种利用三粒子纠缠态GHZ三重态的性质实现的身份认证方案.利用信息分割原理,对GHZ纠缠态进行信息分割,然后延迟传递粒子态,不经过认证中心,直接实现身份认证.     

四波混频和量子纠缠态

基于三阶非线性光学效应--简并四波混频,提出了一种新的制备明亮的纠缠光子源的方案,从理论上证明了相位共轭光和透射的信号光是处于量子纠缠的.     

中国科大实现“无噪声光子回波”量子存储方案

正中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究组提出并实验实现无噪声光子回波,成功将背景噪声从1光子降低到0.0015光子,首次观察到单光子的光子回波并实现高保真度的固态量子存储。该成果已于7月19日发表于《自然·通讯》,对研发量子优盘和量子网络具有重要意义。光子回波是原子与一系列电磁波脉冲相互作用时发出的相干辐射,是存储和操纵光的有力工具。光子回波作为光与物质作用的一种基本物理过程,