基于四波混频量子纠缠的理论研究

论文摘要

量子纠缠是量子物理非常显著的特征之一。量子纠缠是量子信息学中重要的基本资源,同时也是量子力学有别于经典力学的基本概念。近年来有关纠缠态的制备及其在量子信息处理中的应用引起了人们广泛的关注。由于量子态与周围环境的相互作用而导致退相干的影响,使得所制备的纠缠态难以保存。因此,基于现有的实验条件和技术,如何制备抗干扰能力强、稳定的纠缠源成为人们感兴趣的研究课题之一。本文主要运用量子光学基本理论,研究了基于四波混频的量子纠缠、最大纠缠态的产生及其超慢传输。首先简要介绍了国内外量子纠缠的研究现状及研究进展;然后介绍了量子纠缠的基本概念,光与物质的相互作用的基本理论,及四波混频的相关知识;最后采用量子光学基本工具对两种不同系统中的量子纠缠做了理论研究。主要内容有:（1）在一个不对称的半导体双量子阱结构中通过四波混频来产生两个光束的最大纠缠态。利用薛定谔-麦克斯韦方程得出了入射探测脉冲和四波混频脉冲的解析表达式。结果表明:这两个光脉冲可以实现纠缠,所形成的最大纠缠态以超慢的群速度传输:Vg/c～10?6。（2）通过一个闭合的四能级原子系统中的电磁诱导透明来产生一个混频脉冲,利用密度算符方程进行求解,得出了两个量子化脉冲场可以生成一个纠缠态。讨论了在共振条件下吸收系数及群速度随着拉比频率的变化。结果显示该纠缠态也是以超慢的群速度传输。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪言
• 1.1 背景介绍及研究现状
• 1.2 基于四波混频的量子纠缠研究进展
• 1.3 本文研究的目的和内容
• 2 量子纠缠的基本概念
• 2.1 量子纠缠态的定义
• 2.2 几种常见的量子纠缠态
• 2.3 量子纠缠态的度量
• 3 光与物质相互作用的基本理论
• 3.1 光与物质相互作用的全量子理论
• 3.2 四波混频的基本理论
• 3.3 半导体量子阱
• 4 两种不同系统中的量子纠缠态
• 4.1 半导体系统中的量子纠缠
• 4.2 原子系统中的量子纠缠
• 4.3 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文目录