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量子信息中的腔QED方案简介

曹卓良 , 李英群 , 汪贤才 , 杨名

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.02.016

在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity-QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一.随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现.这里,我们将腔-QED的发展作一综述.腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用.根据原子的跃频率和场模频率的关系,我们可以将上述相互作用分为两大类:共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大).从这两不同的方案出发,我们都可以实现:纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建.但是在共振相互作用中,量子信息处理过程对腔的Q值要求很高,这就使得实验实现很困难.而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低,使得实验实现成为可能.通过比较,我们认为,大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景,使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能.

关键词: 量子光学 , 腔量子电动力学 , 纠缠态 , 量子隐形传态 , 逻辑门 , 量子网络

微脉塞研究进展

张智明

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.02.014

本文综述了微脉塞的研究进展,着重介绍了超冷原子注入的微脉塞(MAZER)的基本理论和主要结果.对有关的实验工作也作了简单介绍.

关键词: 量子光学 , 微脉塞 , MAZER , 腔量子电动力学

微腔与腔量子电动力学研究进展

蒋美萍 , 江兴方 , 沈小明 , 李承芳 , 是度芳 , 陈光

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.06.016

光学微腔中原子之自发辐射与自由空间中原子的自发辐射有着重要的不同.微腔能够控制腔内原子的自发辐射,使自发辐射得到抑制或增强,并有可能使自发辐射成为一个可逆过程.由此发展起来的腔量子电动力学能够阐述腔场与原子的相互作用.本文简要介绍了这一研究领域的背景和进展,同时介绍了微腔的重要应用--无阈值激光器.

关键词: 量子光学 , 腔量子电动力学 , 微腔 , 控制自发辐射 , 强耦合 , 无阈值激光器

腔量子电动力学与量子信息过程

耿涛 , 李刚 , 王军民 , 张天才

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.06.003

本文简要介绍了实现量子信息的几种可能方案,特别是腔QED方案的背景、特点、主要困难和目前的进展,同时介绍了山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在这方面的实验进展.

关键词: 量子信息 , 腔量子电动力学 , 单原子 , 单光子

二能级原子与相干态腔场之间的量子信息转移

栗军 , 夏云杰

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2008.04.012

利用二能级原子与腔场的大失谐相互作用Jaynes-Cummings(J-C)模型,提出了一种量子信息转移的方案.分别实现了单原子与单个腔场,纠缠的多个原子与单个腔场,及多个原子与多个腔场之间的量子信息的双向传递.

关键词: 量子光学 , 量子信息转移 , 腔量子电动力学 , 大失谐Jaynes-Cummings模型

不同光学腔中远距离原子间量子相位门的实现

樊洋 , 李定国

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2010.05.007

提出了一个实现处在不同光学腔中的远距离原子之间的量子受控相位门方案,通过利用光子的稳定性和原子-光子在光学腔中的强耦合作用,得到了不同原子间的幺正演化操作.该方案不受腔中光子衰减和原子自发辐射产生的消相干影响,使受控相位门操作具有高保真度.

关键词: 量子光学 , 受控相位门 , 腔量子电动力学 , 消相干

腔QED中混态双原子系统原子布居数演化

马美娟

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2011.04.011

运用全量子理论和数值计算方法,研究了双J-C模型中处于混态的双原子系统粒子布居差的时间演化规律,讨论了原子初态及腔内光场对粒子布居差演化的影响.计算结果表明:当两腔内的平均光子数相同时,布居差的演化只与两原子的初态纯度和光场强度有关,与两原子的初始纠缠无关;而当两光腔内的平均光子数不同时,粒子布居差演化不仅与两原子初态纯度和腔内光场有关,而且还强烈地依赖于两原子的初始纠缠.

关键词: 量子光学 , 原子布居数 , 腔量子电动力学 , 双J-C模型 , 扩展Werner态

一类最优相位协变量子克隆

张文海 , 戴结林 , 曹卓良 , 杨名

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2011.05.012

相位协变量子克隆在量子密码术中有重要的应有.利用一般的量子克隆幺正变换形式,得到克隆的保真度.结果表明存在一类最优相位协变量子克隆.对这一类量子克隆的幺正变换,拷贝的保真度最大且相等.基于腔量子电动力学,提出实现这类量子克隆幺正变换的实验方案.

关键词: 量子信息 , 量子克隆 , 最优相位协变量子克隆 , 腔量子电动力学

单光子波包与腔-量子点相互作用的动力学研究

史鹏 , 李健健 , 陈立波 , 顾永建

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2012.02.006

对单光子波包与腔-量子点模型相互作用的动力学过程进行了数学推导,并通过数值模拟实现了静态量子比特与飞行光子比特之间的相互转换.结果表明:由腔-量子点系统输出到光纤的光子是一个平滑的波包;通过改变激光脉冲作用时间等系统参数,可实现量子点中的原子和光子的纠缠,在此基础上,即可实现不同量子点中原子的纠缠.研究结果对解决利用腔-量子点系统来构造量子计算机的接口、制备纠缠态以及实现受控量子门等热点问题具有积极意义.

关键词: 量子光学 , 量子纠缠 , 腔量子电动力学 , 量子点

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