【摘 要】
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量子信息学是目前科学研究领域的一门前沿性新兴学科,它将量子力学和信息科学相结合,无论在理论上还是在实验上都有了很大的突破。作为一种重要的资源,研究如何制备纠缠态,对
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量子信息学是目前科学研究领域的一门前沿性新兴学科,它将量子力学和信息科学相结合,无论在理论上还是在实验上都有了很大的突破。作为一种重要的资源,研究如何制备纠缠态,对量子信息的发展具有非常重要的意义。近些年来,受激拉曼绝热这种技术也成为了一种操纵纠缠态的新型技术。许多研究者将受激拉曼绝热技术与制备原子纠缠态联系在一起,提出了很多方案。本文主要利用受激拉曼绝热技术,探讨了如何在耦合腔系统中来制备原子纠缠态。整篇论文内容具体安排如下:第一章,主要介绍了量子纠缠态和量子系统的主方程。首先,简述了量子纠缠态的提出和定义,量子纠缠态的研究发展过程以及几种常见的量子纠缠态等内容。然后,介绍了在弱耦合近似,Markov近似以及旋波近似条件下的主方程的推导。最后,介绍了量子纠缠态的保真度等概念。第二章,主要介绍了量子光学方面的基础知识。包括两个大部分:即腔QED系统和受激拉曼绝热过程。对腔QED系统,我们着重介绍了腔-光纤连接的耦合腔系统和直接耦合腔系统。这两种系统有各自相应的优势,我们分析了这两种系统对大规模量子信息处理的重要性。关于受激拉曼绝热技术,我们主要介绍了绝热控制条件。此外,我们还介绍了受激拉曼绝热过程中脉冲序列的选择,通过选取合适的脉冲波形可以达到最佳的效果。第三章,主要研究了在三个空间光纤相连的分离腔中,利用受激拉曼绝热技术来制备原子纠缠态(GHZ)态。我们选取了合适的高斯波形,对所制备的GHZ态进行数值模拟,分析各个参量对其保真度的影响,发现实验参数的波动以及演化时间的变化对保真度的影响都非常的小。另外通过增加腔的个数,我们可以获得多粒子的GHZ态。第四章,主要研究了在直接耦合的三个腔中利用受激拉曼绝热技术来制备原子纠缠态。该方案同样将三个相同的四能级原子分别囚禁在三个直接耦合的耦合腔中。这里采用了直接耦合腔,相比于光纤连接的耦合腔系统,操作比较容易实现。通过相应的数值模拟,得到一个保真度较高的结果。增加腔和粒子的数量,该方案可扩展到制备多粒子纠缠态。最后,给出了全文的总结。
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