在20世紀(jì)的物理學(xué)界中,量子力學(xué)無疑是最璀璨的一顆明珠。它雖然反物理直覺,但是完美地符合實驗。隨著量子力學(xué)的深入發(fā)展,又派生出了一系列交叉學(xué)科。量子信息學(xué)就是其中的佼佼者。量子信息學(xué)的核心是將信息通過量子態(tài)來編碼,利用量子態(tài)本質(zhì)上的疊加性,完成經(jīng)典信息學(xué)不能完成的一些任務(wù)。在完成某一個任務(wù)的過程中,需要對量子態(tài)進(jìn)行各種處理,包括制備、傳輸、旋轉(zhuǎn)、存儲、測量等。 為了完成對量子態(tài)的操作,我們需要一個或者多個量子系統(tǒng)。現(xiàn)今,比較熱門的系統(tǒng)有光學(xué)系統(tǒng)、囚禁離子系統(tǒng)、中性原子系統(tǒng)、量子點系統(tǒng)、NV色心系統(tǒng)、超導(dǎo)電路系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、腔量子電動力學(xué)系統(tǒng)、腔機械振子系統(tǒng)等。其中,光學(xué)系統(tǒng)擁有優(yōu)良的傳輸性能和簡單的量子態(tài)處理手段。囚禁離子系統(tǒng)擁有極長的相干時間,極強的相互作用勢。 這篇論文,我們將精力放在這兩個系統(tǒng)上。我們簡要地介紹了這兩個系統(tǒng)的基本原理,主要地討論了基于光子系統(tǒng)和囚禁離子系統(tǒng)的量子網(wǎng)絡(luò)搭建。取得的成果有如下幾個： 1.多用戶到多用戶的通信波段偏振糾纏光子的糾纏分發(fā)： 由于通信波段光子在光纖中傳輸?shù)膿p耗極小,所以它們已經(jīng)被廣泛地用于許多量子通信實驗。這里,我們用通信波段偏振糾纏光子...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
主要符號對照表
第一章 引言
第二章 量子信息學(xué)簡介
    2.1 量子計算基本概念
    2.2 量子通信
        2.2.1 量子隱形傳態(tài)
        2.2.2 糾纏交換
第三章 多用戶糾纏分發(fā)實驗
    3.1 實驗背景和動機
    3.2 先前的相關(guān)工作
    3.3 制備和描述糾纏光源
    3.4 相關(guān)實驗結(jié)果
        3.4.1 遠(yuǎn)距離傳輸實驗
        3.4.2 多用戶糾纏分發(fā)實驗
        3.4.3 提取量子密鑰
    3.5 小結(jié)
第四章 基于非局域非馬爾科夫性的糾纏保護(hù)
    4.1 非馬爾科夫特性的度量
    4.2 非局域非馬爾科夫特性的理論模型
    4.3 實驗方法和實驗結(jié)果
        4.3.1 實驗方法
        4.3.2 實驗結(jié)果
    4.4 小結(jié)
第五章 離子阱簡介
    5.1 理想Paul阱
        5.1.1 離子振動頻率
        5.1.2 離子運動模式
    5.2 實際Paul阱
        5.2.1 線性阱
        5.2.2 3D Paul阱
    5.3 模擬和測量振動頻率
    5.4 實驗離子阱電極
    5.5 小結(jié)
第六章 離子阱實驗平臺
    6.1 鐿離子
        6.1.1 離子化
        6.1.2 Doppler冷卻
        6.1.3 態(tài)制備,態(tài)操作,態(tài)探測
        6.1.4 邊帶冷卻
    6.2 激光系統(tǒng)
        6.2.1 激光鎖頻
        6.2.2 實驗激光系統(tǒng)
    6.3 真空系統(tǒng)
        6.3.1 離子碰撞率估計
        6.3.2 實驗真空系統(tǒng)
    6.4 其他部件
        6.4.1 電壓投遞系統(tǒng)
        6.4.2 成像系統(tǒng)
        6.4.3 通電爐
第七章 光子離子量子網(wǎng)絡(luò)
    7.1 光子離子量子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
        7.1.1 自由空間離子作為qubit
        7.1.2 嵌入光腔的離子作為qubit
        7.1.3 離子耦合光纖光腔
    7.2 多用戶量子網(wǎng)絡(luò)方案
        7.2.1 遠(yuǎn)程態(tài)傳遞
        7.2.2 糾纏遠(yuǎn)距離離子
    7.3 展望
第八章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3862153