在耦合腔中实现多量子比特逻辑门

发布时间：2024-03-18 23:14

　　量子计算机的实现将使我们的运算能力得到巨大的提升,并能解决目前经典计算机不能解决的计算问题。经典计算机需要逻辑门来完成运算,量子计算机实现强大的运算也需要一系列的量子逻辑门的操作。虽然研究表明通过单量子比特门和两量子比特门的组合足够实现任何量子算法。但是,考虑到系统的复杂性和对环境的敏感性,就需要用多量子比特门简化系统。本论文基于以上分析,研究了如何实现多量子比特Fredkin门和Toffoli门的操作。本文主要内容如下:第一章简明介绍了量子计算机的概念,着重介绍了量子计算机的重要组成部分——量子逻辑门。在本章的末尾由此引出了本文的研究重点和主要内容。第二章介绍了量子信息与量子光学相关的基础知识。首先介绍了腔QED系统。这部分主要介绍了由光纤连接的耦合腔系统和直接耦合腔系统,分析了这两种系统的各自优势。然后介绍了量子Zeno效应。在这部分分别介绍量子Zeno效应的历史背景,量子Zeno效应在数学上直观的半经验形式,Misra-Sudashan理论,量子Zeno子空间的概念,量子Zeno效应在么正测量方面的应用,以及连续耦合情况下量子Zeno效应。最后介绍了基于不变式的逆向操作方法提出的...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图３－丨？实验装置图

Ｋ－＞ｃ〇??３．３理论模型??如图３－１所示，三个相同的四能级原子分别囚禁在三个直接耦合的双模腔中??与各自的腔场发生作用，这些原子有三个基态（｜＆＞，｜ｇ＾，｜／＞）和一个激发??态（｜ｅ〉）。跃迁（｜ｇｉ）＞）?Ｕ?＝?ｌ，２，３）与第个右旋（左旋）偏振??腔模耦合，失谐量....

图３－４＿?ｒ线表示｜?／Ｘ?｜?ｇｉ〉２丨ｇｉ〉３１００００００〉的保真度，ｂ线表示｜?／〉，丨心〉２１?＆〉３１００００００〉的??

？？。这个主方程能通过使用量子光学工具手册数值上解??出来［１１７］。这样，我们模型下的保真度可以表示为Ｆ?＝〈％ｄＪｐ（〇｜Ｕ。在??图３－７?（ａ）和图３－７?（ｂ）中我们画出了初态分别为ｌ／＾ｌｇ＾ｌｇ＾ｌＯＯＯＯＯＯ＾ｎ??１／乂?Ｉ?１?１?〇〇〇〇〇〇＞的保真度对无量....

图３－５？模型的演化图，／

方案的影响。这样，系统对腔耗散敏感在我们的模型中就无法避免。??我们现在简要地讨论下我们方案的实验上的可行性。我们模型中所需要的原??子能级结构可从８７／？Ｍ１１８］获得。在图３－８中我们给出了相关的原子能级。态｜ｇｓ＞??（｜＆〉）对应５２Ｓ１／２电子基态的尸＝２，ｗ?＝?—１....

图３－８＿?（ａ）?！／〉」心〉２｜＆〉３丨００００００〉和（ｂ）丨／〉１｜心〉２｜尽４丨０〇〇〇〇〇〉的保真度，变量为??消相干参数／／ｇ和？ｃ／ｇ?＝?ｌ，Ｑ／ｇ?＝?０．１，?Ａ／ｇ?＝?ｌ，?Ａ＾ｇ＾ｌＯＯ，此时经典激光场作??用在中间的原子上

—３?〇?＃＊Ｊ??图３－９．?８７穴６相关的原子能级图。??５１??

本文编号：3931962