基于反馈的两比特相干和纠缠控制

基于量子跃迁反馈技术和数值模拟的方法,详细讨论了不同量子跃迁反馈方案对处于不同初始态(一般的纯的直积态和混合纠缠态)的两量子比特系统(一个比特有消相干而另一个没有)的相干性和纠缠动力学的影响;对应于不同初始态的量子系统给出了抑制消相干和消纠缠的反馈方案。本文所提出的基于反馈的量子相干和量子纠缠控制方案对于抑制两比特量子系统的消相干和消纠缠具有重要的理论参考价值和实际意义。     

态的相干与非相干

态的相干性是量子计算的基础。本文给出经典理论与量子理论中态的相干性概念，探讨态的相干性描述方法。     

量子纠缠控制及消相干的研究

对量子纠缠的控制进行了阐述。当把外加控制也考虑到量子纠缠系统中去,它和被操作的系统发生纠缠,就可以实现量子操作。而对于量子位和环境组成的复合系统经过一个么正演化,最初处于纯态的子系统,由于子系统相互作用,将引起量子位的消相干,使量子位从一个纯态演化成为混合态,为人们研究量子计算机和环境的相互作用而产生消相干过程提供一个物理模型。     

量子信息中的纯态和混合态

量子纯态和混合态是量子信息中最重要的两种量子状态。本文从纯态和混合态的定义、纯态和混合态密度算符的区别、量子纠缠态与量子纯态和混合态以及纯态演化为混合态导致消相干等四个方面进行剖析，研究纯态和混合态之间的区别和联系。     

基于可调腔量子电动力学系统中多比特纠缠态的制备

量子纠缠态是量子信息处理和量子通信领域中的核心资源.在量子计算机的硬件研究中,超导系统具有较为突出的优势,本论文结合该系统最新的实验进展,提出了在可调腔量子电动力学系统中实现多比特量子纠缠态的制备方案,频率可调的超导腔与相位比特之间的耦合作用形成XY形式,通过调节腔场的频率依次与不同的比特一个接一个地共振作用,并控制合适的作用时间,将会便捷地实现纠缠态制备.基于该系统可控制强、相干性好、易扩展等优点,本方案在实验上具有一定的可行性和指导意义.     

基于纠缠相干性的量子投票方案

提出了一个基于3粒子态纠缠相干性的量子投票方案,利用量子力学的物理特性来实现投票、计票和即时监督.此外,方案还采用了量子密钥分配和一次一密算法,克服了传统电子投票协议中普遍存在的计算安全性的局限,具有无条件安全性.     

空场诱导相干性对K-型五能级原子系统单光子和双光子吸收性质的影响

当K-型五能级原子的两基态能级邻近简并时,连接基态的两个跃迁路径与同一个真空场辐射场相互作用导致的量子干涉效应便产生了空场诱导相干性。空场诱导相干性对K-型五能级原子系统的单光子和双光子电磁诱导透明有重要的影响。     

量子信息中量子态的矩阵表示

用矩阵表示量子信息中的量子态便于进行量子并行计算。本文以矩阵及变换理论为基础,对纯态、混合态、缠绕态及量子相干叠加态的矩阵表示进行分析,所得结果有助于加深理解量子理论。     

基于混态Bell态通道的量子远程态制备

提出一种利用混态纠缠态作为量子通道实现任意纠缠态的量子远程制备方案。混态是一个混合的Bell态,这在量子信息过程中比纯态作为量子通道更具有实际意义。我们从Lindblad主方程出发研究[L3z,L3,z]-型的噪声通道的量子远程态制备方案,并对这种量子远程态制备的保真度和概率进行讨论。     

基于混态贝尔态的量子纠缠交换

本文提出一个用腔QED技术实现的混态纠缠交换方案。混态是一个混合的贝尔态,这在量子信息过程中比纯态作为量子通道更具有实际意义。我们（L2,z,L3,z）从噪声Lindblad主方程出发,给出了在腔QED系统密度矩阵解析表达式,讨论了纠缠交换的保真度和概率。     

PT-对称及PT-结构

运用算子代数和矩阵的方法,研究PT-对称性的一些基本概念和它们的数学或物理描述,讨论PT-对称理论,并给出了一些重要的刻画和性质.     

基于隐李雅普诺夫量子控制的量子纯态调控

已有研究结果表明,在封闭量子系统中,当被控系统满足强正则条件以及内部哈密顿量所有不同于目标态的本征态和目标态直接连接时,能够根据基于状态偏差的李雅普诺夫控制方法设计控制律使控制系统渐近稳定,但当被控系统不满足强正则或至少有一个本征态不和目标态连接时,被称为退化情况,情况将变的复杂。首先提出基于状态偏差的隐李雅普诺夫控制方法来解决这两种退化情况的收敛控制问题,将目标态从本征态拓展到了任意纯态。并且,所提出的方法也可以被用于控制退化情况下的多控制哈密顿量子系统。其次,研究了基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的关系。最后,通过进行控制系统的数值仿真实验来验证提出的控制方法的正确性和有效性,并对基于状态偏差和状态距离的隐李雅普诺夫控制方法的控制效果进行对比。     

单JC原子与孤立原子耦合模型中量子隐形传态的研究

本文利用单JC原子与孤立原子的纠缠态作为量子隐形传态的信道,给出标准和非标准量子隐形传态协议下传递单量子比特态时平均保真度的解析表达式,研究其随原子与腔之间的耦合强度、初始纠缠态及光子数等系统参数的变化情况.计算结果表明,在标准和非标准量子隐形传态协议下传递单量子比特态时可以实现较好的量子隐形传态.     

二元量子系统混态密度矩阵可分性研究

给出了二元量子系统密度矩阵的一种表示,并在此基础上给出了二元量子系统混态密度矩阵可分的一个必要条件.证明了对于任意维的二元量子系统,如果混态密度矩阵可分,则由其表示系数所构造的矩阵的迹范数小于或等于1.     

基于隐形传态的量子无线通信EAP身份认证方案

基于隐形传态的量子无线通信,提出有关于ESS通信网络结构概念,利用量子隐形传态与经典通信认证方案相结合实现了无线局域网EAP身份认证,此方案着眼于解决无线局域网身份认证并且延伸至整个量子通信网络之中。在无线局域网中,客户端、认证系统和认证服务器在获得SK和EPR对的基础上,通过量子隐形传态传输,认证服务器对接收的量子态进行幺正变换后把变换得出的信息与发送前备份信息进行比对计算,从而判断认证是否成功。     

量子相干性对耦合双量子点全计数统计的影响

根据有效粒子数分辨的量子主方程的方法,研究了并联耦合双量子点系统电子的全计数统计。当量子点间的隧穿耦合强度与量子点电极的耦合强度的数值接近时,量子相干性,即系统约化密度矩阵的非对角元开始对系统的电子全计数统计特性起作用。特别是,量子点之间的隧穿耦合强度相对越弱,系统约化密度矩阵的非对角元对系统的电子全计数统计影响就越加明显;同时,量子点之间的隧穿耦合强度小到一定程度时,系统约化密度矩阵的非对角元对系统的电子全计数统计影响将会趋于稳定。     

概率量子隐形传态的腔QED实现

本文提出了一个实验上可行的单原子未知态的概率量子隐形传送。在这个方案中,原子1开始处于一个任意的量子态,原子2和3处于一个部分纠缠纯态。发送者Alice对原子1和2进行Bell基测量后并通过经典通道把测量结果告诉接收者Bob,Bob再把原子3和一个辅助原子A同时注入一个单模真空腔场。只要控制原子与腔场的相互作用时间,就能够使原子3最大概率地重现原子1最初的未知态,即量子隐形传态的成功几率等于作为量子通道的部分纠缠态的较小叠加系数的模的平方的两倍。另外,由于原子是与大失谐的真空腔场相互作用,所以此方案不受腔衰减的影响。     

基于腔QED的量子纠缠态的制备及应用

量子纠缠态是一种重要而有用的物理＂资源＂,在量子计算和量子通信中起着极为重要的作用。在量子通信中,信息的处理离不开量子态及其演化。量子纠缠态是各种量子态中最为重要的一种,它用于检验量子力学的基本原理,也是实现量子通信的重要信道,所以纠缠态的制备和操作就显得特别重要。探讨了腔量子电动力学（腔QED）的理论方案,在给出量子纠缠态的定义和度量的基础上、理论上实现了在共振相互作用腔QED中两原子纠缠态和多原子纠缠态的制备,并简要介绍量子纠缠态在量子信息中的应用。     

基于两粒子纠缠态隐形传送四粒子GHZ态

通过两粒子纠缠态作为量子信道,实现了四粒子GHZ态隐形传送的方案.首先提出该量子信道处在最大纠缠态时的传送,其次对两粒子纠缠为非最大纠缠态时的传送情形进行研究.通过相关的测量与操作,并且引入相应的辅助粒子,可以成功地实现隐形传送.相比于以往的传送方案,本方案不仅节约了量子信道的纠缠资源,而且操作也相对简单.     

最优1→3对称型经济实态量子克隆的固态电路实现方案

提出一种最优1→3对称型经济实态量子克隆的固态电路实现方案.在方案中,通过利用磁脉冲控制磁通量、电荷和穿过约瑟夫森结的相位差来实现最优1→3对称型经济实态量子克隆.经济实态量子克隆只需要对比特进行操作,不需要其它辅助操作,实验上简化了量子克隆的实现过程.由于超导比特具有耦合强度强,又没有非线性电感和能量的耗散等优点.相比于腔QED系统,固态系统在实验上便于集成和操作.