不同方向缺陷磁场对量子自旋体系纠缠和信息传输的影响

为了提高信息传输的保真度,研究了缺陷磁场对自旋系统中纠缠和保真度的作用,讨论了不同方向缺陷磁场、温度、各向异性作用对纠缠和量子通讯的影响.研究发现,由z方向的磁场诱导的纠缠一般较x方向磁场诱导的纠缠大.z方向磁场和x方向磁场对保真度的影响具有竞争作用,反铁磁系统更适合于信息的传输.     

实现量子信息传输的一种新方案

就多粒子(N>3)构成的自旋链传输单态信息进行了研究,提出了实现量子信息传输的一种新方案.采取只考虑近邻相互作用的经过修正的Heisenberg XX模型,当λt较小时,可以把演化算符作一个简单的泰勒展开,然后根据演化算符的具体作用来决定展开项中指数m只能取N-1,就可以得到自旋链上的一端单信息量子态演化到另一端的概率幅的具体形式:|F(t)|=|(-iλt/2)|N-1=1,那么只要选取适当的时间t,就使得单态量子信息在此自旋链上得以完备传输.     

硅基光量子芯片上量子调控技术和量子信息应用

硅基集成光量子芯片是研究光量子信息技术与前沿应用的重要平台之一,具有高集成度、高稳定性、强可控性、易扩展性等显著优点.近年来,硅基光量子芯片在多自由度、高维度、多光子、大规模可重构等关键的量子调控器件和技术上,取得了一系列重要的科学进展,并为光量子计算、量子模拟和量子通信等前沿应用的研究,提供了强有力的硬件和技术支撑.本文简要总结硅基光量子芯片上量子调控技术及其量子信息应用的前沿进展.     

相位阻尼对量子传输保真度的影响

研究了在相位阻尼作用下一个二能级原子与两个不同光场相互作用的系统中的量子态的保真度.讨论了相位阻尼和失谐对量子传输的最大保真度的影响,并且获得了通过该信道进行量子传输的最大保真度.此外,还分析了通过该信道进行量子传输的平均保真度.     

完美量子封印的攻击策略

提出了一个完美量子封印的攻击策略,利用该策略能成功逃脱系统的监测.构造2个完整的项目操作符,在没有给定基础的情况下可以解码密封消息,并擦除窃听动作.攻击策略在测量过程前后都没有带来任何变化.     

侧向耦合对量子线传输性质的调制

利用递推格林函数方法,研究了‘T’型介观结构中的侧向耦合量子链对主量子线输运性质的调制,发现了能量对称中心位置对于判断调制模型的输运特性起关键性作用.结果表明,格林函数方法的计算较为简捷,并且,可以较方便地用来研究其他各种人造介观量子器件的输运性质.     

高磁场中的量子阱激子

本文讨论了GaAs/Ga_1-xAl_xAs量子阱中激子结合能与磁场的关系。当磁场增强时,目前理论计算结果与实验数据存在差距,本文采用新的变分波函数,计算结果与实验相符。     

两电子量子环的磁场效应

使用矩阵对角化方法,研究了磁场中两电子量子环自旋单态和三重态的电学和光学性质,发现磁场强度对两电子量子环的能谱和光吸收有强烈的影响.计算结果显示两电子量子环的光吸收系数可以达到107/m,这个结果要比两电子量子点高一个数量级.通过引入磁场和改变量子环半径可以获得较大的吸收系数.     

受磁场作用的量子阱激子

本文试用两种方法计算ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ复合量子阱中激子结合能增量与磁场的关系，计算结果与实验相符。     

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。     

量子计算与量子信息

本书是关于量子计算和量子信息的全面系统的引论性论著。由于该学科发展迅速并且与多种学科交叉，因而初学者有一些困难。本书给出这个新兴学科的基本结果的技术，并包含了所有需要的背景材料和预备知识，特别是详尽地描述了快速量子算法、量子远程传输、量子密码及量子纠错等的非凡的效能，向人们显示了计算和通讯的物理极限究竟有多远。因此本书2000年初版后颇获学界（包括Fields奖得主M．Freedman等权威人士）的好评，并在其后多次重印。     

传输距离对实际量子密钥分发系统的影响

基于BB84协议原理,搭建偏振编码的长距离点对点实际量子密钥分发实验系统.利用该实验平台完成了5,10,15km 3种不同传输距离的量子密钥分发实验,并对系统主要参数实时采集进行数据分析.实验结果表明:随着发送端与接收端量子光纤信道距离的增加,在统计时间内,系统分段成码率降低,信号态和诱骗态误码率上升,系统产生的密钥量降低.     

外磁场对两量子比特间热纠缠的影响

研究了在相反方向的外磁场中两个量子比特的热纠缠,计算了这个体系的密度矩阵,通过密度矩阵得到了三个不同温度下热纠缠度—并协度.发现在相反磁场中,比特间的热纠缠度及转变温度将被提高.     

磁场对量子阱中类氢杂质性质的影响

本文在弱场极限下应用微扰变分法,在强场极限下应用绝热微扰法,计算了位于,量子阱中心的一个类氢杂质在磁场中基态的束缚能和电子跃迁能量。结果表明:电子的基态束缚能随磁场的增加或量子阱宽的减小而增大;电子跃迁能量随量子阱宽的减小而变大;在强场极限和弱场极限下,电子跃迁能量随磁场变化的规律不同。在强场极限下,电子跃迁能随磁场的增加变大。在弱场极限下,当电子初态有横向激发,末态是基态时,跃迁能量随磁场的增加变大;当电子初态只有纵向激发,末态有横向激发时,跃迁能量随磁场的增加变小,当电子初态与末态横向激发的程度相同时,跃迁能量不随磁场变化。     

一维量子点阵列自旋链上多比特态的信息传输

利用演化算符作泰勒展开,作用于初态的信息上;使用湮灭算符和其所产生的算符,作用在单比特态上,使一维量子点阵列自旋链上的多比特态量子信息实现完美传输;通过计算初态演化到末态的概率幅,使保真度达到1时实现信息完美传输．结果表明:当相邻量子点之间的交换相互作用和自旋链长度都相同时,保真度传输的比特数越大,传输时间越短．      

反事实量子调控研究进展

随着时代的进步发展,量子科学技术在国家安全,社会经济高质量发展中的重要性逐渐显露.如何操控量子态来储存、传递和处理信息一直是量子计算、量子通讯等量子信息科学研究中的关键性问题.有别于传统认知,量子系统允许某些在经典世界中不存在的控制方式,反事实量子调控便是其一.作为一种非局域的量子调控方式,在反事实量子调控的过程中,没有任何实际物质粒子、能量在调控方和被调控方之间输运交换.通过对反事实量子调控的研究,人们不仅深入理解了非局域量子现象,也发现了其在样本无伤成像和隐身探测技术等应用上的重大潜在价值.本工作介绍了反事实量子调控的基本概念,回顾了相应的理论证明,也对相关的实验验证、非局域性研究以及应用性探索做了阐述.     

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.     

磁场中KBr纳米管量子比特的性质

通过精确求解能量本征方程、幺正变换和变分相结合的方法,研究了磁场中纳米管里极化子的性质。对KBr纳米管的数值计算表明：在均匀磁场中极化子的基态能量、激发态能量随纳米管外径减小（或内径增加）而增加,随纳米管内径减小（或外径增加）而减小,激发态能量随磁场强度的增加而增加。量子比特的振荡周期随纳米管内径增加（或外径减小）而减小,随磁场强度的增加而减小。     

磁场中量子点施主的低激发态

采用量子点的三维抛物势近似，利用Larsen给出的计算磁场中量子阱中心施主能级的方法，来计算磁场中量子点施主的低激发态，给出这些低激发态能量随外磁场的变化关系。