基于腔输入-输出过程的原子Bell态分析器和GHZ态分析器

如何能够不破坏纠缠态且能将其辨认区分出来是量子信息处理过程中一个很重要的问题。方案首先利用相干光与腔-原子系统的输入-输出过程构造受控相移门,然后利用受控相移门和零差探测技术构造宇称分析器,最后利用宇称分析器和Hadamaxd等操作构造非破坏性的原子Bell态分析器和原子GHZ态分析器。方案的优势在于,1)利用相干光源和零差探测技术,比以往方案中的单光子源和单光子探测易实现;2)构造的原子Bell态分析器和原子GHZ态分析器是非破坏性的、方案用到的所有方法和技术目前在实验上都是可以实现的、     

Tavis-Cummings模型下利用W态与GHZ态远程控制原子的布居差演化

考虑三个二能级原子（A、B和C）初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化。结果表明：选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征。     

基于四粒子GHZ纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种用四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,实现量子双向隐形传态的方案。通信双方Alice和Bob事先共享俩对四粒子GHZ纠缠态。通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的粒子作量子投影测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方。Alice和Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上再现对方要传的量子信息,从而实现整个双向传态的目的。只要通信双方事先选取合适的GHZ纠缠态作为量子信道以及分发不同对应的纠缠粒子即可分别实现单量子比特任意态、双量子比特Bell纠缠态和三量子比特GHZ纠缠态的双向隐形传态。     

基于量子点-腔系统的量子信息处理

正量子信息科学是利用物理系统的量子力学性质处理信息的一门新兴科学,呈现出很多新奇的特性,例如并行运算、不可克隆性、非局域性等,使得量子信息处理可以在不同的系统中实现。其中,固态量子比特系统是非常有潜力的量子信息载体,而半导体量子点就是这种具有强大应用前景的固态量子比特系统。它具有固态材料的可扩展性、可集成性,还有量子系统所特有的量子相干性,在最近几年引起了人们的广泛兴趣、提出了利用圆偏振光和单边量子点-腔系统相互作用实现的确定性的3光子GHZ态分析方案。首先让3个光子依次进入量子点-腔系统,然后根据量子点自旋的测量结果确定3光子GHZ态的相位信息;再利用两次宇称检测确定3光子GHZ态的宇称信息,进而确定性地区分8个GHZ态。该方案不仅是确定性的,而且不需要进行单光子探测,不会破坏用到的光子,其保真度和成功率也都是比较高的。提出了基于圆偏振光和单边量子点-腔系统相互作用的光子-电子受控非门和电子-光子受控非门,借助这些受控非门,实现了光子-电子之间的信息传递和量子点自旋比特的量子隐形传送、该方案不需要多比特联合测量,只需要简单的单比特测量就可以实现,而且不需要辅助量子比特,结构更简单,信息传递更直接,保真度和效率也很高、这为量子信息的存储和读取以及远距离的量子通信提供了一条可行的途径。     

利用一个两粒子纠缠态实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态

提出利用一个两粒子纠缠态传送N粒子GHZ纠缠态的方案,首先考察三粒子GHZ纠缠态在量子信道是最大纠缠态时情形,然后进一步考察量子信道是非最大纠缠态的情形,发现通过对某些粒子执行H操作和von Neumann测量,并引进两个辅助比特,在非最大纠缠态时还需构造一个幺正变换矩阵,可实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态,最后推广至N粒子,该方案相比其它方案最大的优点是节约了量子信道纠缠资源。     

纠缠相干态的制备

提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Remsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离的腔中实现Bell型纠缠相干态的制备。通过增加Remsey zones 和腔模就可以制备簇型纠缠相干态。原子和每个腔模的相互作用时间均为 ,其中 是原子和腔的有效耦合常数。最后讨论了方案的实验上的可行性。     

基于GHZ态的三个量子位秘密共享方案

提出了利用五个粒子纠缠GHZ态作为量子信道来完成三个粒子纠缠态的隐形传态,从而实现三个量子位的秘密共享方案,并对方案进行安全性分析。该方案充分利用GHZ态五个粒子间的相关性,通过一次Bell基测量和三次单粒子测量,并通过相应的幺正变换即可实现Alice和Charlie之间三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,在没有增加粒子数的前提下,提高了量子位的传输,为量子密钥共享传递更多量子位提供了理论基础。     

制备多模Schroedinger猫态的一种新方案

提出一种制备多模相干态的叠加态,即Schroedinger猫态的方案,在这个方案中,一个V型三能级原子被注入多个处于相干态的腔。通过Raman相互作用,使整个系统处于纠缠状态,然后对原子进行探测,测腔场组成系统将坍缩到多模Schroedinger猫态。在一定的条件下,这个猫态等同于一个GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态,可用来检验局域理论。     

在第三方控制下实现量子隐形传输

提出了一种利用两粒子最大纠缠态和三粒子部分纠缠态作为量子通道,成功实现量子隐形传态的方案,其中作为通道的三粒子部分纠缠态可以由一般的GHZ态经过一个H门和CNOT门得到,并且与以往一般的三粒子通道相比,它可以传输更多的信息给接收者。发送者Alice在以Bell基为底的基础上对手中的粒子进行测量,然后把测量结果通过经典信道告诉控制者Charlie,Charlie以非最大纠缠Bell基为底,对粒子进行测量,把结果告诉接收者Bob,最后Bob对粒子进行相应的幺正变换,即可得到最初态。此方案采用非最大纠缠态作为量子通道,在Charlie的控制下,有可能实现传输概率100%的完美传输。     

基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案

为提高昌燕等提出的量子安全直接通信的通信效率和安全性,设计了基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案.通信前发送方(Alice)对d维Bell态粒子进行幺正变换来编码秘密信息,将变换后的d维Bell态粒子二序列发送给接收方(Bob),利用通信双方各自的POVM测量结果和Bell态粒子的纠缠特性,结合部分经典信息实现秘密消息的传输.采用熵理论、概率论分析协议的安全性,结果表明提出方案是安全的,且比昌燕等提出方案的传输效率高,窃听探测率也提高了11％.     

基于腔量子电动力学的制备四光子GHZ态简单方法(英文)

提出一种利用阶梯型三能级原子与两个双模腔谐振相互作用制备四光子GHZ态的方案。在该方案中,量子信息编码在腔场的虎克态中。通过求解薛定谔方程,得到相互作用系统的量子态。原子通过两个腔后被测量时,场能崩塌到所需要的GHZ态。结果表明该方案简单且实验上可行。     

基于腔QED制备2n-光子GHZ态

提出一种利用一个2n-能级原子与两个n-模腔相互作用制备2n-模光子GHZ态的方案。在此方案中,2n个量子比特编码在2n个腔模的0- 和 1-光子Fock态中。由于原子与腔场之间相互作用是共振的,因此耦合强度相对较大,这将缩短所需的相互作用时间,从而降低实验中退相干的影响。     

用腔场QED技术隐形传送未知原子态

提出一种方案用于隐形传送未知原子态,方案基于两个耦合双能级原子与一个单模腔场的非共振相互作用。方案要求腔场处于相干态,这使得方案容易实现。原子与相干腔场相互作用以后,腔场仍然处于相干态,通过探测原子的状态,即可将一个未知原子态隐形传送。方案也可以用于隐形传送未知原子纠缠态。     

双模相干场与Bell态原子多光子作用的原子布居数演化

应用全量子理论研究了非关联双模相干场与Bell态原子多光子相互作用过程中原子粒子布居差的时间演化规律.结果表明,当两原子初始处于1/√2(| ,-〉-|-, 〉)态时,原子粒子布居差恒为零;当两原子初始时刻的状态为其它三个Bell态时,原子粒子布居差的时间演化强烈依赖于原子间的偶极-偶极相互作用强度、场-原子间的耦合系数以及原子的跃迁光子数.随着原子间的偶极-偶极相互作用的增强,原子跃迁光子数的增加,原子布居差的时间演化中,Rabi振荡的频率都会明显加快,并且当原子间的偶极-偶极相互作用强度足够大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会消失.     

基于四粒子团簇态的可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知单粒子态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的两个粒子做一次Bell基联合测量,两控制者合作对其两粒子进行Bell基联合测量,接收者在两个控制者的帮助下对其自己的粒子做相应的幺正变换,即可得到要传送的单粒子态,完成可控量子隐形传态.     

概率隐形传送原子态的腔QED方案

提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统，利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态，方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间．隐形传态的成功概率等于作为量子通道的叠加态的较小系数的模方的两倍。     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。文章从信息论的角度描述了量子比特、量子纠缠态，如何利用量子线路实现Bell态，提出了一种利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路，证明该量子线路是可行的，为进一步研究量子密码通信奠定了基础。     

利用非Bell基测量实现三粒子W态的隐形传送

研究非Bell基测量的未知三粒子W态的隐形传态方案.先利用原子和腔场的共振相互作用制备未知三原子W态.接着,利用两原子同时在强经典驱动场驱动下和单模腔场发生相互作用,产生态的演化,来制备EPR对量子信道.最后利用和制备量子信道同样的方法来实现未知三原子W态的隐形传送.在传送过程中,可忽略腔场热作用和腔延迟作用的影响.传送成功的总几率为1.     

三量子位纯态的混合纠缠

提出了一种特殊的真正的三量子位纯态的混合纠缠,与Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠和W纠缠不同的是,它同时具有GHZ纠缠和W纠缠的性质。用两个由四个非多余基向量组成的不等价集合来构造混合纠缠态并引入一种新的测量方法,即采用总纠缠度的方法来量化三量子位纯态的纠缠情况（包括混合纠缠）。揭示了Walther等已报道的实验中最终态下出现混合纠缠,且其中W纠缠比GHZ纠缠占比更大这一现象。     

四粒子任意态的概率隐形传态的两种方案

提出利用四个二粒子部分纠缠态作为量子信道,实现四粒子任意纠缠态的概率隐形传输的两种方案.发送者做四次Bell基测量,然后接收者通过引入辅助粒子并做适当的幺正变换,就能以一定的概率完成四粒子纠缠态的隐形传输.由变换算符出发,利用变换算符之间的关系给出两种方案的理论分析.