基于金刚石氮—空位系统的量子逻辑门及其应用

发布时间：2022-01-11 09:59

　　量子信息学,作为量子力学和信息科学结合而产生的一门新兴学科,已经吸引了科学家们大量的关注,并且在理论方面和实验方面都有了很大的进展。对于一个量子信息处理任务,对编码的量子态进行幺正操作是必须的,这可以利用量子逻辑门来实现,所以,量子逻辑门对于量子信息、处理是非常重要的。另一方面,实验上我们需要找到合适的物理体系来实现量子信息处理。目前有可能实现量子信息、处理的物理体系主要有腔量子电动力学（腔QED）、金刚石氮-空位（NV）体系、超导约瑟夫森结体系等。对于量子信息处理,每一种体系都有其优点和缺陷。其中,氮-空位系统由于其在室温下也有较长的相干时间,而且可以使用外部磁场或者光脉冲来操控,逐渐成为近年研究的热点。首先,我们研究金刚石氮-空位中心耦合于微环谐振器系统在无消相干子空间内的输入输出过程,实现一个混合受控相位门,利用这个门实现纠缠态制备和量子态转移。我们的方案仅要求中度耦合和低-Q腔条件,这降低了实验难度。由于在无消相干子空间内进行操作,这个方案对于整体消相位是鲁棒的。然后,基于金刚石氮-空位中心耦合于超导通量量子比特的系统,利用一个与通量量子比特不耦合的附加能级,实现量子受控相位反... 

【文章来源】：延边大学吉林省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１：微波腔系统示意图．??

特之间的纠渔，并且实现光子和逻辑量子比特之间的量子态转移。??我们可Ｗ很方便地制备在两个分离的微环谐振器内的逻辑量子比特之间的纠??缠，如图３．２（ａ）所示，假设在两个分离的微环谐振器内的ＮＶ中也的逻辑量子比??特初始制备在ａ｜日｝ｉ?＋例ｉ〉ｉ态和７胁２?＋邮〉２态。这里Ｕ，／？，７和６是归一化常??数。处于（Ｉ巧＋?｜Ｉ））／ｖ＾态的光子连续地进入这两个微环谐振器。ＨＷＰ是一个半??１７?＇??

在我们的方案中的基础是两个ＮＶ中也固定在一个微环谐振器的表面的复合??系统（这个微环谐振器有一个量子化的回音壁模）。我们画出了反射系数和相移与??（Ｗｃ＿ｗ）／ｋ和ｇ／／ｃ之间的关系，如图３．３所不。图３．３（ｂ）说明，在中度帮合条件??下，即ｇ?＝?／ｃ／２，并且当ｗｅ?＝的＝?ｗ?＋?ｋ／２满足的时候，我们可ｔＵ得到期望的相??２０?■??

【参考文献】：
期刊论文
[1]Quantum communication and entanglement between two distant atoms via vacuum fields[J]. 郑仕标.  Chinese Physics B. 2010(06)
[2]A quantum network for implementation of the optimal quantum cloning[J]. 戴结林,张文海.  Chinese Physics B. 2009(02)



本文编号：3582584