导读:本文包含了量子信息动力学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:量子,电动力学,超导,信息,动力学,马尔,爱因斯坦。
量子信息动力学论文文献综述
熊飞雷[1]（2018）在《量子信息理论在信息技术及量子动力学中的应用研究》一文中研究指出近些年来,量子信息科学与技术得到了长足的发展。在这篇论文里,我将讲述我在过去五年中所做的关于量子信息理论的工作。论文的内容主要分为两个部分。一是关于不涉及动力学细节的量子信息处理,具体而言,就是关于将图态拓展到d能级超图态。我们研究了这类量子态的性质以及可能的应用。另一部分是关于有记忆效应的量子动力学的研究。在量子信息处理之中,我们所关心的系统往往不能看作是孤立系统,因而与系统相互作用的环境粒子或者环境场会给系统的动力学带来随机性。由于Born-Markov近似条件在一些系统里尤其是新近的一些实验系统之中并不能成立,动力学中的记忆效应必须要被考虑。在这篇论文里,我将介绍我在近几年中所做的两个关于非马尔可夫量子系统的工作。第一个是关于一个玻色子-玻色子纯退相位模型。我们在论文中提出了这个模型,并研究了它里面的记忆效应。在研究中,我们提出了一个基于量子性演化的非马尔可夫判据。在二能级系统中,我们解析证明了它的合理性,在我们的模型(无穷维系统)中,我们用数值方法证明了这个判据的有效性。在研究这个模型动力学可分性的过程中,我们注意到对于一类开放量子系统,可以构造一系列的可分性条件。关于这个可分性层级结构的系统研究就构成了我对于非马尔可夫开放量子系统的第二个工作。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-01）
李蒙蒙[2]（2018）在《电路量子电动力学系统中的量子信息处理》一文中研究指出超导量子比特作为一种固态的人工原子因其可扩展性和易操作性被认为是最有可能实现量子计算的方案之一。而将腔量子电动力学(cavity QED)引入到超导电路中发展出的电路量子电动力学(circuit QED,cQED)系统,由于能有效地将超导量子比特与外界电磁环境隔离,为超导量子比特的操控和测量提供了一种简单和可靠的方式,并且这种方法提供了一种人工原子和光子的强耦合,也可以用来研究量子光学中的各种实验。本文主要的研究内容是Transmon和叁维谐振腔或者共面波导谐振腔耦合的cQED系统。首先介绍超导量子比特的基本概念,电路量子电动力学的基本内容以及基于这种方案搭建的测量系统以及测量方法。然后分别对单个比特和多比特耦合系统在量子信息和量子计算中的应用进行研究。在单比特中,我们利用二能级系统通过绝热演化测量了几何相位,这在容错量子计算中起着非常重要的作用。随后重点演示了非绝热区间内的超绝热布居数迁移。超绝热布居数迁移在量子计算、量子模拟和量子精密测量中起着非常重要的作用。为了抵消在一个快速演化过程中的非绝热的贡献,我们在初始的哈密顿量上增加一项超绝热修正项。在超绝热的过程中,如果初态制备在系统的本征态上,则系统总是沿着哈密顿量的本征态演化。然后我们从超绝热演化中提取出一个NOT门和一个相位Z门,这些操作具有快速和鲁棒性的优点,因此可以应用到量子信息处理中。我们还利用单比特的四能级演示了其作为两比特来实现门操作的可能性。此外,我们利用单比特二能级模拟Z2拓扑半金属的能带结构,揭示了在量子模拟方面,超导量子比特的优越性。最后我们介绍电容耦合和量子总线耦合多个量子比特的方案。在电容耦合系统中实现iSWAP门和控制Z(CZ)门,并且利用两比特以及叁比特的能级免交叉结构实现Landau-Zener-Stucklberg干涉。我们利用两个通过谐振腔耦合的Transmon中实现了两比特纠缠的测量。我们提出了一种利用分别测量两个量子比特的系综平均的方法来得到两比特纠缠态的量子层析。这两个量子比特都分别都有一个谐振腔与之耦合用来读取和操控。当我们制备了初态以后,每次都在后面进行一个幺正操作,这样进行四次,我们通过解一系列包含密度矩阵所有元素的方程组就能得到完整的密度矩阵了。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-01）
王朝全[3]（2016）在《开放量子系统动力学特性及相关量子信息问题研究》一文中研究指出量子系统作为量子信息处理的关键部分总是会不可避免地与周围的环境发生相互作用,从而导致量子系统产生这样或那样的消相干,这已经成为了构建可靠量子信息处理装置的主要障碍。因此,现实情况下一个量子系统将不得不被考虑为一个开放量子系统。在当前量子信息的发展中,对开放量子系统相关问题的研究已经成为了一个重要课题。首先,研究开放量子系统的动力学在理论上是必要的。其次,研究与其相关的若干量子信息问题在现实中是迫切的。比如研究影响系统动力学的各种因素及其内在联系,它是深刻描述环境对系统的影响以及探求如何克服消相干的必要理论前提;作为当前量子通讯的研究热点之一研究如何在开放量子系统下保护作为量子信息编码的量子态在现实应用中是非常迫切的;研究开放量子系统下的量子度量问题也是非常有现实意义的。本论文就以上几个方面展开了若干研究。在第一章中,我们首先对开放量子系统以及消相干问题进行了阐述。然后我们回顾了近年来开放量子系统的研究进展,详细分析和总结了前人的相关工作。涉及的内容主要包括开放量子系统动力学的最新研究进展;开放量子系统下的量子态和纠缠保护;开放量子系统下的量子度量问题等。在第二章中,我们主要介绍了和本文相关的一些基础知识,包括基本理论、概念和基本定律。内容主要涉及四个方面,包括量子物理中基本概念、开放量子系统动力学理论、量子测量反馈理论和量子参量估计理论。在第叁章中,我们借助量子碰撞模型研究了开放量子系统动力学相关问题。我们考虑了影响系统动力学的各个因素包括初始系统环境关联、环境的初始态以及系统-环境和环境内部之间的耦合等。特别是分析了这些因素与系统非马尔科夫度以及环境记忆效应的关系。在第四章中,我们提出了在开放量子系统下保护量子态的方案。我们的方案利用了量子测量反馈来达到了抑制量子消相干的目的,其中的操作包括弱测量、前反馈及其逆操作等。我们方案的主要思想是:首先在通道前根据对系统进行弱测量的不同结果施加相应的前反馈使得量子态被旋转为对消相干通道几乎免疫的态,然后在通道后选择合适的测量反馈逆操作恢复出被保护量子态。基于此方案,我们实现了对一个未知量子态、两个非正交态以及两粒子纠缠态的精确和优化保护。在第五章中,我们研究了在开放量子系统下关于热库温度测量精度的优化估计,分析了开放量子系统下量子参量估计的特征和规律。特别是,我们关注了系统处在非稳态时参量估计的优化问题,包括测量时间的优化和初始输入态的优化等。最后,我们探索了在开放量子系统中优化费舍信息和优化测量时间随着探测粒子数的变化情况。在第六章中,我们对本文作了全面总结并对未来的研究方向进行了展望。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-06-01）
许鹏[4]（2014）在《基于腔量子电动力学的量子信息处理和消相干下的量子关联》一文中研究指出为了对物理中一些无法解释的问题作出解答,量子理论和相对论在二十世纪初被人们建立起来,这些物理问题包括黑体光谱、原子和原子核结构以及运动物体的电动力学等。量子力学理论从诞生至今,已经在信息学、医学、化学、生物和物理等各个领域取得了非常大的成功。量子力学与信息科学相结合的量子信息学就是量子理论中一个相对新的分支。量子信息处理和量子计算的物理实现需要借助于各种物理体系。经过研究发现这些物理系统应具备“能够表示量子比特并保持其量子性质”、“能进行特定的么正演化”、“可以制备一组特定的量子态”及“能够测量系统的输出末态”等四个基本要求。目前大家认可的物理系统有：固态量子点方案(它是利用囚禁在纳米晶体中的电子自旋作为量子比特)；线性光学方案；液态核磁共振方案(它是利用大量分子的溶液进行量子计算的)；腔量子电动力学方案；离子阱方案。腔量子电动力学系统在量子信息处理中是利用里德伯原子能级和(或)腔场中的光子数来编码量子信息。此方案中量子比特之间耦合是通过原子与微波腔(或光学腔)之间的相互作用来实现的。它有操作时间短的优点,并且它还可以让量子信息在原子和光子之间实现交换。这种方案有助于在量子计算和量子通信之间建立联系。能把光子和原子联系起来是这个方法最重要的价值,并且这种联系在量子信息和通信领域有着广泛的应用。随着原子纠缠、量子远程传输在实验室里的成功实现,量子通信的发展已经到了接近实用的地步。本文主要讨论了如何在腔量子电动力学方案中实现量子纠缠的制备和纯化。此外,还讨论了在消相干条件下的量子关联的演化。1、如何在叁个独立腔中实纠缠态的纯化方案在叁个独立腔的帮助下,我们提出了一个可以将任意的两原子非最大纠缠态转化成最大的纠缠态的纯化方案。这个方案包括原子和腔模之间两个相互作用-探测过程,和原子与腔场之间的共振相互作用过程。由于原子被囚禁在腔里,我们可以根据光子探测器的探测结果来实现两原子非最大纠缠态的纯化。此方案的主要优点是可以实现任意两原子非最大纠缠态的纯化,并且在整个过程中我们不需要进行Bell态测量。2、在分离腔中实现叁粒子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的制备方案我们提出了一个叁粒子GHZ态制备的有效实现方案,这个方案是通过叁个分离腔来实现的。这个方案包括相互作用-探测的循环过程和共振耦合作用过程,同时原子的辅助能级与腔场没有耦合相互作用。根据光子探测器的探测结果,在一定概率程度上我们可以得到叁粒子GHZ态。3、叁粒子W类态的量子关联在量子消相干条件中的演化我们探究了叁粒子W类态的量子特性并且揭示了在消相干条件下量子失协和量子纠缠之间的关系。在确定的消相干条件下,我们也找出量子失协取最大值时所对应的态,并且我们也呈现出了量子纠缠和量子失协的边界值。对比之下,我们得到了一个非常显着地结果,在消相干条件下量子失协并非一直大于生成纠缠。我们进一步从理论上分析了在相位反转通道中叁粒子W类态的量子关联单婚性的变化,并且发现消相干可以使叁粒子W类态从一夫多妻制转变成一夫一妻制。(本文来源于《安徽大学》期刊2014-04-01）
尹璋琦,杨贞标[5]（2014）在《光纤耦合的腔量子电动力学系统中的分布式量子信息（英文）》一文中研究指出光纤耦合的腔量子电动力学系统是一个完美的理论模型,可以实现决定性的量子信息过程.该文综述了最近在光纤耦合的腔量子电动力学系统中实现分布式量子信息处理的工作.讨论了如何在该系统中实现量子态传输、纠缠分配和量子逻辑门,并概述了多种不同的方案,如共振耦合、绝热操控、虚激发过程.最后,讨论了这个方向上的实验进展.(本文来源于《安徽大学学报(自然科学版)》期刊2014年01期）
卫静,査新未[6]（2012）在《利用四粒子χ-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂》一文中研究指出提出了一个利用四粒子纠缠态χ-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂方案。和其他的量子信息分裂方案相比,此方案有一些优势。方案不包含Bell基测量,并且对腔衰减和热场都不敏感。在目前的腔量子电动力学技术中更易于实现。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2012年35期）
黄劲松[7]（2012）在《腔中冷原子的量子动力学及超导比特的量子信息处理》一文中研究指出本文的工作分为两部分,分别是光学腔中冷原子的动力学研究和传输线腔中超导比特的量子信息处理研究。在冷原子研究领域中,光晶格中冷原子(即玻色-爱因斯坦凝聚)的动力学特性已得到了大量理论和实验研究,结果表明,原子间相互作用产生的非线性对光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学有着重要的影响,如它对凝聚体的量子相变、隧穿特性、稳定性、自俘获等都有着显着的影响。近年来通过冷原子与腔的结合来研究处于腔量子势中的凝聚体动力学是一件十分有意义的工作,随着实验上在腔中装载冷原子技术的成功,腔中凝聚体的研究已经成为当前的热点。和自由空间中的光晶格势不同,量子光场对腔中的凝聚体产生了一个量子化周期势,同时原子对光场周期势的反作用可以作为一种运动的折射介质,来改变了场的强度,从而改变了囚禁原子的光学势。这导致了腔对其中的凝聚体提供一个非线性作用,这个非线性很大程度上不同于原子间的相互作用产生的非线性,因此改变了晶格势中的冷原子的动力学。在本文中,我们研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在腔中的调制不稳定性和宏观量子自囚禁现象,详细阐述了腔的光学参数对这些动力学行为的影响,我们的研究给出了一些有趣的结论。量子计算主要研究量子迭加原理和量子纠缠,是对量子信息进行制备、传输、存储、操控和读取的一门交叉学科。它可完成经典信息操作很难完成或者无法完成的任务,其潜在的巨大应用由此激起了过去十几年来对量子计算的理论和实验研究的广泛兴趣。由于腔量子电动力学系统可以提供一个获得纠缠态和量子信息操控的近乎理想的平台,目前认为腔量子电动力学是实现量子计算最有前途的方案之一量子态读取是量子信息处理里的非常重要的一步。在一个超导传输线腔中,超导量子比特可以通过测量腔频率的移动来读取,这是因为比特的不同量子态会导致不同的频移,因此测量腔透射谱的信号可以区分不同的量子态。本文在此基础上,通过主方程方法计算了超导比特在腔中的动力学行为,提出了一种高效的非破坏测量量子态的方案。我们的计算结果显示通过测量透射谱中的峰的位置移动可以确定量子比特所处的单逻辑态,而峰的相应高度则标志了对应逻辑态的几率。通过这种方法我们可以层析一个量子态,量子态的密度矩阵中所有的对角元能够被一种非破坏测量确定,而常见的投影测量层析量子态只能确定一个对角元,因此我们的方案与之相比较要高效。作为透射谱的非破坏测量的一个实例,我们研究了利用透射谱测量来实现叁比特量子态的联合读取。通过这种方法可以用来验证量子力学中一些基本理论,如叁比特的Mermin不等式。将需要测量的GHZ态的信息编码到Mermin不等式的关联函数中,然后通过测量透射谱来联合读取叁比特量子态得到关联函数值,从而验证了Mermin不等式。论文的结构如下：绪论给出了本论文的主要研究内容和结构。第一章简要介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的背景知识,玻色-爱因斯坦凝聚体在光晶格中一些动力学的研究,以及凝聚体和腔相互作用的工作原理及其最近的进展。第二章研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在腔中的调制不稳定性,通过双组份玻色-爱因斯坦凝聚体在一个腔的量子势中的动力学演化,得到了调制不稳定性和腔场之间的相互关系。和自由空间的光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的调制不稳定性比较可以看到,腔的光学参数可以作为操控调制不稳定性的一种有效的工具。数值计算证实了我们的理论预测,并给出了凝聚体随时间演化时超越理论预测的一些新内容。第叁章提出了一个玻色-爱因斯坦凝聚体在腔中产生宏观量子自囚禁现象的方案。玻色-爱因斯坦凝聚体和腔相互耦合,腔会产生一个与光场相关的非线性作用。这个腔致的非线性和原子间相互作用的非线性会进行竞争,在不同的参数区域,可以导致各个非线性占主导地位的自囚禁现象,因此通过调节腔参数可以来调控玻色-爱因斯坦凝聚体的自囚禁。而且通过一个类似经典粒子运动的数学方法对这种自囚禁的产生机制进行了阐述,结果和理论计算符合的很好。第四章介绍了原子的腔电动力学工作原理以及最近的进展,通过JC模型给出了动力学演化过程。还介绍了约瑟夫森结作为超导比特,在传输线腔中所构成的电路电动力学的理论和实验进展。第五章提出一种高效层析量子比特态的方案。通过主方程方法我们计算了一个驱动的传输线腔中超导比特的动力学演化,得到了腔的稳态透射谱。结果表明,通过测量透射谱可以确定超导比特所处的量子态及其相应的几率分布。通过这种测量方法对单比特和两比特的量子态进行了层析,给出了量子门操作的实现过程,并讨论了实验上的可行性。和常见的投影测量进行的量子比特态层析相比较,我们的方案所需要的量子操作步骤更少,因此更加有效。第六章给出了利用透射谱测量来实现叁比特量子态的联合读取的一个实例。这是第五章中的工作在叁比特中的扩展,这种方法可以用来验证量子力学中一些基本的原理和理论。我们研究了怎样验证叁比特的Mermin不等式,首先给出了一步制备GHZ态的方法,然后将量子态的信息编码到关联函数中,通过测量透射谱来联合读取叁比特量子态从而得到关联函数值,从而验证了Mermin不等式。结果表明Mermin不等式的违背支持量子力学预测,排除局域隐变量理论。(本文来源于《西南交通大学》期刊2012-04-01）
尹璋琦[8]（2009）在《腔量子电动力学和光机械系统中的量子信息过程》一文中研究指出自从Shor算法的发明以来,量子信息学引起了人们极大的关注和兴趣。本文讨论了如何在光学腔系统中实现量子信息处理过程和制备光学器件。所谓量子信息处理包括量子态传输以及量子逻辑门的实现,以及量子纠缠态的制备。本文所考虑的光学腔系统包括腔QED系统和光学机械振子系统。在论文的第一部分,我们讨论了在腔QED系统中实现各种量子信息处理过程的理论方案。我们考虑的系统包括两个空间上远离的光学腔,通过单模光纤连接。(多)原子束缚在腔中,与腔模耦合,而腔模又同时与光纤模共振耦合。如果原子们与局域的腔场共振集体耦合,且原子之间没有直接相互作用,我们发现在相互远离的两团原子间可以实现完美的量子态传输,以及高度可靠的量子交换门,纠缠门和控制Z门。我们发现实现这些量子信息处理完成的速度随着原子数的增加而增大,而原子自发幅射和光子泄露等耗散过程对量子信息处理的影响被极大的压缩了。我们提出如何在这个系统中制备一个可控的有效压缩真空库环境。然后我们表明仅通过绝热的操控库环境参数,可以在两个相互远离的腔中束缚的原子之间实现控制相位门和纠缠门。这个方案把在非消相干子空间中操控库环境和几何相位量子计算综合到一起了,具有如下重要特点：任意相位的控制相位门都可以仅仅通过简单的改变控制光场的强度和相对相位来实现；利用纠缠门可以高效的制备出稳定的两量子比特的最大纠缠态,而不需要通过测量。在本文的第二部分,我们讨论了如何在光机械系统中制备非经典光,以及如何冷却它。在光机械系统中,我们提出了一个在两个相位振幅正交的光学模式之间制备连续变量纠缠光的方案。在合适的驱动功率和失谐量下,纠缠度对热库温度和机械振子的品质因子Q都不敏感。在实际可行的实验条件下,我们发现即使是室温下做实验,纠缠度也可以非常的高。此外,如果我们想冷却光机械振子,冷却激光的相位噪声对冷却纳米机械振子到量子区域设置了一个主要的技术难题。基于振子与两个光学模式同时耦合的模型,我们提出了一个冷却方案设置,可以极大的减小相位噪声的影响,消除相位噪声对冷却机械振子到量子区域的限制。经过对各种参数进行优化后,我们由简单的估计表明光机械振子冷却的内禀极限由如下式子确定：Tenv/Q,其中Tenv是环境温度,而Q是机械振子品质因子。我们也讨论了当机械振子冷却到量子区域附近时,如何探测声子数,并确定了完成这个探测所需满足的条件。(本文来源于《西安交通大学》期刊2009-10-01）
吴琴琴[9]（2009）在《基于腔量子电动力学的量子信息过程》一文中研究指出腔量子电动力学描述了在共振腔中某一物质系统与电磁场之间的相干耦合。通过利用高品质的共振腔,在实验上我们可以实现原子和光场的强耦合。在强耦合情况下,原子在从腔场泄露出来之前,与单模光场多次发生单光子交换。根据与原子相互作用的腔模的频率的不同,存在着光腔量子电动力学和微腔量子电动力学。原子腔量子电动力学系统提供了一个很好的进行量子信息处理的实验平台,但它在集成性能上不具备优势。为了满足量子信息处理的要求,真正达到规模化,集成化的控制,我们必须考虑固体量子系统。电路量子电动力学系统就是腔量子电动力学的原理在固态领域的实现。在电路量子电动力学中,我们用超导量子比特来充当人工原子,用一维超导传输线共振器来充当微波腔场。与自然原子不同,人工原子的性质可以人为地设计和调控。由于超导量子比特包含很多原子,它的有效偶极矩比碱金属原子和里德堡原子大很多,而且一维传输线模体积小,因此即使固态环境的干扰作用强,超导电路与腔的强耦合也是可以实现的,我们可以观察到单个人工原子和单个微波光子的相互作用。利用电路量子电动力学可以探究到原子腔量子电动力学不能探究到的新领域。目前在电路量子电动力学研究中取得的新进展为量子态制备和量子信息处理开辟了新的前景。本文主要是研究腔量子电动力学系统中的量子信息过程,主要创新结果如下:首先,我们给出了在原子腔量子电动力学系统中量子时钟同步算法的实现方案。在我们的方案中,量子比特用阶梯形原子的能级来编码。对原子比特的量子操作是通过原子和经典(量子)场的可控相互作用来实现的。为了实现算法我们需要实现单比特Hadamard操作,单比特旋转门操作,两比特控制非门操作以及两比特控制相移操作。我们给出了叁比特和四比特量子时钟同步算法的详细实现方案。我们也可以将该方案推广到任意多个量子比特的情况。同时它也提供了一个利用原子比特来进行量子信息处理的实际方法。接下来,我们提出一个在杂化电路量子电动力学系统中实现任意量子态传递的方案。该杂化系统是由一根传输线、一个电荷比特和一个磁通比特组成的。其中传输线充当数据总线的作用。经分析发现,不论是在共振区域还是色散区域,我们都可将任意量子态在两种类型的量子比特之间进行传递。在共振区间,传输线腔场充当着媒介的作用。量子态先从一个量子比特传递给传输线,然后再由传输线传递给另外一个比特。在色散区间,传输线被绝热消除,我们得到两类量子比特之间的有效交换相互作用。利用该相互作用,我们就可在它们之间进行量子态的传递。再次,我们提出一个在电路量子电动力学系统中实现微波光子间的可控交义克尔相互作用的方案。我们的电路量子电动力学系统利用超导量子干涉仪来充当人工二能级原子,传输线共振器充当提供微波光子的腔场。当该系统处于色散区间时,我们实现了微波光子间的可控交叉克尔相互作用,且相互作用强度可通过穿过超导量子干涉仪的外部经典磁通量来调节。根据目前电路量子电动力学实验的参数估计,利用本方案可以实现两传输线中微波场之间足够大的交叉相位移动。利用该交叉克尔相互作用,我们还可以制备两传输线腔场间的宏观纠缠态。对利用宏观量子系统来进行量子计算和量子信息处理而言,这里实现的微波光子间的可控交叉克尔相互作用是非常重要的结果。利用本方案获得的微波光子交叉克尔非线性为研究宏观物体的非线性光学现象开辟了一个新的方法。最后,我们研究了由一个电荷比特和两个传输线共振腔(传输线A和传输线B)组成的电路量子电动力学系统的消相干特性。研究表明,通过其中一个传输线的辅助,电荷比特和另一个传输线所组成的子系统存在无消相干子空间。具体来说,对于这个叁体系统,如果传输线A初始制备在数态,那么电荷比特与传输线B构成的子系统的量子动力学演化不会发生消相干。也就是说传输线A作为辅助系统控制电荷比特与传输线B构成的两体系统的消相干。这意味着通过对辅助系统的控制,我们可保护量子系统免除消相干的影响。这提供了一个在电路量子电动力学系统中控制消相干的方法。可以相信,我们的方案也为研究量子系统的消相干问题开辟了一条新的道路。(本文来源于《湖南师范大学》期刊2009-03-01）
耿涛,李刚,王军民,张天才[10]（2004）在《腔量子电动力学与量子信息过程》一文中研究指出本文简要介绍了实现量子信息的几种可能方案,特别是腔QED方案的背景、特点、主要困难和目前的进展,同时介绍了山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在这方面的实验进展。(本文来源于《量子电子学报》期刊2004年06期）
量子信息动力学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超导量子比特作为一种固态的人工原子因其可扩展性和易操作性被认为是最有可能实现量子计算的方案之一。而将腔量子电动力学(cavity QED)引入到超导电路中发展出的电路量子电动力学(circuit QED,cQED)系统,由于能有效地将超导量子比特与外界电磁环境隔离,为超导量子比特的操控和测量提供了一种简单和可靠的方式,并且这种方法提供了一种人工原子和光子的强耦合,也可以用来研究量子光学中的各种实验。本文主要的研究内容是Transmon和叁维谐振腔或者共面波导谐振腔耦合的cQED系统。首先介绍超导量子比特的基本概念,电路量子电动力学的基本内容以及基于这种方案搭建的测量系统以及测量方法。然后分别对单个比特和多比特耦合系统在量子信息和量子计算中的应用进行研究。在单比特中,我们利用二能级系统通过绝热演化测量了几何相位,这在容错量子计算中起着非常重要的作用。随后重点演示了非绝热区间内的超绝热布居数迁移。超绝热布居数迁移在量子计算、量子模拟和量子精密测量中起着非常重要的作用。为了抵消在一个快速演化过程中的非绝热的贡献,我们在初始的哈密顿量上增加一项超绝热修正项。在超绝热的过程中,如果初态制备在系统的本征态上,则系统总是沿着哈密顿量的本征态演化。然后我们从超绝热演化中提取出一个NOT门和一个相位Z门,这些操作具有快速和鲁棒性的优点,因此可以应用到量子信息处理中。我们还利用单比特的四能级演示了其作为两比特来实现门操作的可能性。此外,我们利用单比特二能级模拟Z2拓扑半金属的能带结构,揭示了在量子模拟方面,超导量子比特的优越性。最后我们介绍电容耦合和量子总线耦合多个量子比特的方案。在电容耦合系统中实现iSWAP门和控制Z(CZ)门,并且利用两比特以及叁比特的能级免交叉结构实现Landau-Zener-Stucklberg干涉。我们利用两个通过谐振腔耦合的Transmon中实现了两比特纠缠的测量。我们提出了一种利用分别测量两个量子比特的系综平均的方法来得到两比特纠缠态的量子层析。这两个量子比特都分别都有一个谐振腔与之耦合用来读取和操控。当我们制备了初态以后,每次都在后面进行一个幺正操作,这样进行四次,我们通过解一系列包含密度矩阵所有元素的方程组就能得到完整的密度矩阵了。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
量子信息动力学论文参考文献
[1].熊飞雷.量子信息理论在信息技术及量子动力学中的应用研究[D].中国科学技术大学.2018
[2].李蒙蒙.电路量子电动力学系统中的量子信息处理[D].南京大学.2018
[3].王朝全.开放量子系统动力学特性及相关量子信息问题研究[D].北京理工大学.2016
[4].许鹏.基于腔量子电动力学的量子信息处理和消相干下的量子关联[D].安徽大学.2014
[5].尹璋琦,杨贞标.光纤耦合的腔量子电动力学系统中的分布式量子信息（英文）[J].安徽大学学报(自然科学版).2014
[6].卫静,査新未.利用四粒子χ-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂[J].科学技术与工程.2012
[7].黄劲松.腔中冷原子的量子动力学及超导比特的量子信息处理[D].西南交通大学.2012
[8].尹璋琦.腔量子电动力学和光机械系统中的量子信息过程[D].西安交通大学.2009
[9].吴琴琴.基于腔量子电动力学的量子信息过程[D].湖南师范大学.2009
[10].耿涛,李刚,王军民,张天才.腔量子电动力学与量子信息过程[J].量子电子学报.2004
论文知识图
