1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 中国科学院超强激光科学卓越创新中心, 上海 201800
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
与经典体系相比,量子信息协议在大幅提高信息处理的安全性、保真度和容量方面具有巨大的优势。各种具有不同功能的量子信息协议已经被提出并实现。介绍了利用铷原子四波混频过程构建一套能兼容多种不同量子信息协议的多功能平台。基于这个平台可以实现并行9通道全光量子隐形传态,部分无实体量子态传输和最优N→M相干态量子克隆协议。更重要的是,部分无实体量子态传输协议可以同时连接全光量子隐形传态协议和最优1→M相干态量子克隆协议。这些量子信息协议在全光量子通信中具有潜在的应用。
贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵阳 贵州 550001
在光腔被非线性克尔介质充满的原子-腔-光纤系统中, 研究了非线性克尔介质对于不同原子系综之间量子态传输和非经典关联 (量子纠缠, 量子失谐) 转移的影响。结果表明非线性克尔介质能够增加目标原子系综间量子态的保真度和非经典关联的数值, 减缓保真度和量子关联衰减的速率, 从而延长量子态传输和非经典关联转移存在的时间。此外, 利用迹距离的度量方法研究了非线性克尔介质对于系统中量子信息流动的影响, 发现非线性克尔介质能够减小迹距离衰减的速率, 减缓目标原子系综中量子信息的流出, 并增加其量子信息存储的时间。
量子光学 原子-腔-光纤系统 非线性克尔介质 非经典关联 量子态传输 quantum optics atom-cavity-fiber system nonlinear Kerr medium non-classical correlation quantum state transfer
研究了光子晶体腔链中任意两奇数节点间量子态传输及相位门实现的问题。发现在绝热条件下,通过求解原子和光子晶体腔链耦合模型的暗态,可实现一维光子晶体耦合腔链中两个腔之间二维量子态的传输及可控相位门。在量子态传输的过程中若原子与腔的耦合强度足够大,腔的激发态的布居数小到可以被忽略。最后讨论了腔链的长度与相位门保真度的关系以及腔链的长度、初态的制备、腔的衰减、原子与腔的耦合强度对量子态传输保真度的影响。
光子晶体腔链 量子态传输 暗态 相位门 photonic crystal cavity chain quantum state transfer dark state phase gate
1 曲阜师范大学物理系,山东省激光偏光与信息技术重点实验室,山东 曲阜 273165
2 菏泽学院物理与信息工程系,山东 菏泽 274015
研究了弱测量和量子测量反转操作对一维XX自旋链中输入态12(|01〉+|10〉)传递的影响。研究表明,通过合理地控制两种操作强度,弱测量操作与量子测量反转操作结合方案可以概率性地抑制自旋链的退相干作用,从而提高纠缠转移量及保真度。进一步的研究表明,量子测量反转操作促进输入态的传递,而弱测量操作阻碍输入态的传递并且操作强度越大阻碍作用越明显,这一点与前人研究中弱测量操作表现出来的积极作用截然相反。另外,在热力学极限下,量子测量反转操作仍然可以促进量子态的传递,并且对不同的操作强度相应的纠缠转移量及保真度最大值随格点m的分布曲线相互独立。
量子态传递 自旋链 弱测量操作 量子测量反转操作 quantum state transfer spin chains weak measurement quantum measurement reversal
研究了由Aharonov-Casher相互作用产生的相移对XX自旋链中量子态传递的影响。 对信道的纠缠度及传递量子态的保真度进行数值模拟后发现,控制相移的方法可以有效抵抗信 道的消相干作用,显著提高自旋链中量子比特间的纠缠度及量子态的保真度。此外,量子态发 送端与接收端之间相对位置的不同也会影响纠缠度和保真度的大小,在包含偶数个自旋格点的 环形自旋链中,当发送端与接收端处在直径上相对的位置时,接收端的纠缠度和量子态传递的保真度可以达到最大值。
量子光学 量子态传递 相移控制 纠缠 保真度 自旋链 quantum optics quantum state transfer phase shift control entanglement fidelity spin chain
