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光子系统的量子操纵与物理模拟
量子信息的核心旨在巧妙地利用量子相干性(对多粒子系统表现为量子纠缠)对信息的新型载体-量子比特进行操纵控制,以非常规的方式进行信息的编码、存储和传递。量子信息处理技术本质上就是对量子态的操控技术。
量子相干操纵的目标是在适当的物理系统中实现对其相干动力学的控制和操作。要实现相干操纵,最关键的问题是找到一个相干性好的物理系统。
由于具有最快的传播速度,很强的稳定性及良好的抗环境干扰能力,光子系统早已成为实现量子信息处理的最理想和最热门的物理系统之一。为了利用光子系统来进行量子计算和量子信息的传输,对光子态的相干操作是必须的。
本文的工作首先是利用原子来控制量子光在空间中的传输,这里的研究主要是从在大N和低激发条件下原子系综的激发可以简化为一个玻色子模式出发的。具体来说包括基于相干原子介质传播空间的相干操纵、单光子水平的量子操纵方案.随后讨论利用光学系统模拟量子信息处理。
主要是利用光学被动光学元件,如分束器,极化分束器,波片等线性光学元件区分相互独立但却不正交的量子态,以及模拟二人囚徒困境量子博弈。本论文的结构分为五部分:论文的第一章是绪论,作为整篇论文的铺 ...
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