利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输

在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应、实现量子信息传输的一个有效方案。将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系、     

耦合量子比特退纠缠的研究

在马尔科夫环境下,利用共生纠缠度,研究了耗散环境中耦合量子比特纠缠态及纠缠突然死亡的性质。研究结果表明：(1）纠缠动力学演化与系统的温度、初始纠缠度及初始量子态密切相关;（2）在一般情形下,由于环境的影响,纠缠突然死亡总会发生;通过数值模拟,发现存在一个特定的区域,在这区域内系统的纠缠度衰减的很慢。在零温度近似下,给出了具体的纠缠突然死亡条件和计算纠缠突然死亡时间的表达式。     

基于纠缠交换的量子信息签名方案

该文提出了一种利用纠缠粒子对交换的量子信息签名方案。在该签名方案中,Alice根据消息的编码对自己的纠缠粒子对作一局域操作,在与系统管理员及Bob进行粒子对交换后测量的结果即为消息的签名,Bob根据三方测量结果可以验证签名。该方案具有绝对的安全性,可以应用在量子通信网络中,同时还具有量子身份认证的功能,并且在现有技术条件上完全能够实现。     

基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率

为了解决量子信令交换的最佳交换速率问题,提出了基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率算法。根据量子信令纠缠交换方案,分析了由量子混合态组成的信令保真度。针对单输入单输出系统（SISO）和多输入多输出系统（MIMO）,讨论了影响量子信令交换速率的各种因素,计算得出最佳交换速率。仿真结果表明,在保真度为97%时,最佳交换速率为100qubit/s,该指标完全能够满足量子通信对信令交换的要求,对于构建未来量子通信系统有着重要的技术支撑作用。     

非马尔科夫环境下耦合超导量子比特纠缠态的纠缠消相干

利用共生纠缠度比较详细地研究了一个超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明：对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于零。进一步的研究结果还表明：在非马尔可夫过程中会很快地出现纠缠的突然死亡,耗散越强,纠缠的死亡越快;而在马尔可夫过程中则是缓慢地趋向纠缠的死亡。     

纠缠交换的量子回路实现

自从量子纠缠态及隐性传态理论提出以来,量子纠缠技术和隐性传态技术得到了迅速发展.量子隐性传态在技术上保证了量子通信的绝对安全,量子隐性传态是基于量子纠缠交换提出的.文章阐述了量子隐形传态及量子纠缠交换的基本理论,给出了一种基于Bell态实现量子纠缠交换的量子回路,该回路结构简单,易于实现.     

利用纠缠交换实现多原子纠缠态纯化

提出利用纠缠交换的方法来实现两原子和三原子部分纠缠态的纯化,并将该方法推广到多原子部分纠缠态的情况.结果,对于不同原子数的部分纠缠态,却得到了相同的从部分纠缠提取为最大纠缠态的概率2|b|2,此概率为原子纠缠态中四个系数的模方最小者的两倍.     

通过六比特最大纠缠态来分裂量子信息

量子信息分裂或量子态共享是经典秘密共享方案在量子方案中的概括。在量子信息分裂中,一种量子态的形式被划分并分发给多个接收者。提出一个通过使用六粒子的最大纠缠态作为量子通道来分裂两量子比特混态的方案。首先Alice执行两个bell基测量并且宣布测量结果,同时分配Charlie(Bob)来重建未知的初态。如果控制者Bob(Charlie)同意帮助Charlie(Bob)获得初态,他们就在各自的量子比特上执行单粒子测量。在发送者对粒子执行Bell基测量以及合作者对粒子执行单粒子测量之后,通过运用适当的幺正算符,接受者可以重建发送者信息的初始状态。     

V-型三能级原子与双模腔场模型中的量子纠缠交换方案

基于纠缠交换,提出了一种利用V-型三能级纠缠原子系统与纠缠双模腔场部分相互作用产生最大纠缠态的方案.在该方案中,只需测量单个原子态而无需联合测量,就能实现初始没有任何相互作用的原子与腔场间的纠缠.在原子与腔相互作用过程中,腔只被虚拟激发且腔和原子之间无能量交换,因此大大放宽了系统对腔品质的要求.结果 表明,当原子与腔场之间的相互作用时间为1.4675×10-5s时,可以得到保真度为92.8％的最大纠缠态.此外,还对该方案的可行性进行了讨论.     

量子纠缠信令传输损伤模型及修复策略研究

为了建立量子纠缠信令在自由空间传输时的损伤模型,提出了信令传输损伤度与传输距离的关系,给出了量子信令的中继方案和信令损伤修复策略。仿真结果表明,在收、发两端望远镜的孔径数值、传输因子和载体光子的波长三个参数一定的情况下,传输损伤度与距离、定位损耗密切相关,定位损耗的变化对信令传输损伤度影响很小。因此,影响信令传输损伤度的主要因素是通信距离,量子信令在自由空间的远距离传送需要增加中继器。     

自旋链中量子信息的完美传输与量子链中态的完美操控

在分析了相邻耦合自旋链后,提出了一种求解使量子信息在链中完美传输的耦合强度的方法,并用Groebner基分析的方法得到了耦合强度的所有解析解。该方法同样适用于求解脉冲激光驱动的多能级量子链系统量子态完美操控的控制参数问题。该结果可以用来分析自旋链量子信息的完美传输和多能级量子链态完美操控的解结构和寻找有优化性质的参数特解。     

弱磁场对N=3的自旋链上量子信息传输的影响

基于单比特量子信息在自旋链上的完美传输理论,研究了2种不随时变化的弱磁场对N=3的自旋链上单比特量子信息完美传输的影响。对包含磁场体系的哈密顿量进行对角化,并考虑演化算子的作用,结果表明：空间均匀且不随时变化的恒定弱磁场不会对信息传输的保真度产生影响;大小关于中心对称方向相反的弱磁场直接影响了实现量子信息完美传输的条件, 磁场越强实现完美传输的时间越短。     

偶极相互作用对量子纠缠信息传递与保持的影响

依据全量子理论原理,采用时间演化算符的方法,详细探讨了等同双能级原子与单模光场在偶极共振相互作用过程中系统的时间演化特性,分析了偶极相互作用对量子纠缠信息传递或保持的影响。计算和分析表明：量子信息的传递或保持过程与原子的初态有强烈的关联,即偶极-偶极作用对W型原子,当偶极相互作用强度满足一定条件时,才能使初始原子纠缠态或光子纠缠态完全保持,不同条件下,部分保持或部分交换传递,同时出现一些混合纠缠态;而对于GHZ型原子纠缠态的传递或保持没有影响。     

He-Ne激光与生物组织相互作用的信息传递机理研究

根据生物组织的电生理特性 ,建立He-Ne激光与生物组织相互作用时信息传递的物理模型 ,再根据电路和电磁学的有关理论 ,探讨He -Ne激光与生物组织相互作用的信息传递规律 ,从而阐明了激光作用于生物组织时信息传递的机制     

二能级原子与相干态腔场之间的量子信息转移

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.     

任意态量子信息在自旋链上的传输

量子信息传输是量子信息的一个重要分支。以自旋链上单态量子信息的传输为基础,详细讨论了两态和三态信息在自旋链上的传输,并进一步推广至任意态的情形。最终得出在自旋链上两态、三态乃至任意多态的量子信息传输的概率公式,以及自旋链完备传输任意态信息的条件。从而为任意多态量子信息的完备传输提供了一套切实可行的理论方案。     

近场激发下的量子点共振能量转移研究

研究了近场光激发下的两量子点之间的共振能量转移情况,采用场极化率张量和量子光学中的光学布洛赫方程相结合的方法得到了两个量子点相互作用的密度矩阵元以及各自的发光强度,分析了周围环境(以探针体为例)对共振能量转移的影响,提供了一种在微纳尺度范围内研究量子点之间能量耦合和转移的理论分析方法.另外,还考虑了不同偏振态入射光对量子点发光强度的影响,简要分析表明当入射光偏振态和量子点之间连线方向相同时,量子点发光强度增强,反之减弱.     

Optimization of wireless information and power transfer in multiuser OFDM systems

Simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT), which belongs to energy harvesting techniques, is an important research topic. In existing literature, two SWIPT schemes, namely the time switching (TS) scheme and the power splitting (PS) scheme are adopted. For multiuser orthogonal frequency division multiple (OFDM) systems, this paper proposes a new SWIPT scheme named as the subcarrier sharing (SS) scheme. Resource allocation algorithms for the SS scheme are then proposed for maximizing the sum rate under the minimum harvested energy constraint. We show that the SS scheme outperforms the existing TS and the PS schemes.     

基于冗余能量维持的光信息传输控制器研究

针对点到点的光纤信息传输系统中光端机的同步控制问题,研究了一种基于冗余能量维持的光信息传输控制器.阐述了该控制器的基本原理,推导了其控制逻辑关系式,研究并设计了具体实现电路.该控制器已在光纤视/音频信息传输系统中得到了成功应用.     

Evidence of thermally activated transfer of excited carriers between CdSe/ZnSe quantum dots

Temperature dependent photoluminescence and cathodoluminescence of selfassembled CdSe/ZnSe quantum dots grown by metalorganic vapor phase deposition were investigated. We found an unusual large red shift and a narrowing of the photoluminescence peak with temperature increases. Cathodoluminescence studies of a small number of quantum dots showed that the broad peak observed in the photoluminescence spectra is, in fact, made up of a series of narrower peaks, coming from quantum dots of different sizes. While the intensity of luminescence from small dots drops monotonously with temperature rises, that from the large dots displays a peculiar behavior. It actually increases within the temperature range of 140–170 K, the same range in which the photoluminescence peak shows narrowing. The simultaneous increase of luminescence from some quantum dots and decrease from others are believed to be responsible for the red shift and narrowing of the observed photoluminescence peak. A simple analytically solvable rate equation model was used to understand the spectral data. We suggest that the unusual behaviors observed can be understood as resulting from a transfer of thermally activated carriers from small to large quantum dots.