【摘 要】
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量子信息学是近年来受到广泛关注的新兴学科,它汇集了基础物理学中量子力学的研究和信息技术的演进和发展,不仅开拓了经典信息技术领域,也对量子力学理论的探索产生了重要的
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量子信息学是近年来受到广泛关注的新兴学科,它汇集了基础物理学中量子力学的研究和信息技术的演进和发展,不仅开拓了经典信息技术领域,也对量子力学理论的探索产生了重要的推动作用。量子计算作为量子信息中的一个重要的研究方向,通过量子力学的基本原理解决经典计算机无法或难以解决的算法问题,将对科学和技术领域产生深远的影响。为了能够在物理体系上实现有效的量子态的操控,实现量子计算,众多的结构方案被纷纷提出,其中光子晶体微腔由于它的尺度小和高的品质因子,因此它奇特的操控光的能力,可以提供一个近乎理想的进行量子态操控的平台,而且适合小型化和集成化,因而具有很好的发展前景。基于这个动因,本文以量子计算的物理实现为目标,围绕光子晶体微腔囚禁量子点,展开一系列相关的工作。
本论文研究了基于耦合腔的两非全同量子点的控制相位门,主要内容分如下四章:
第一章,首先介绍了量子点的研究背景和研究动机,具体介绍了量子点和耦合量子点系统的主要特性。最后部分介绍腔量子电动力学系统的基本理论和实验发展。我们先考虑标准的Jaynes-Cummings模型,然后讨论了强弱耦合的定义,最后对光学微腔的物理体系做了简单介绍。
在第二章中,简单介绍一下量子计算和量子信息发展简史,量子比特以及量子逻辑门与量子线路。
第三章是本文的主体部分,详细讨论了基于耦合腔的两非全同量子点的控制相位门制备方法。在该方案中,我们将空间分离的两个量子点分别囚禁在单模光子晶体微腔中,腔通过光纤耦合,每个量子点同时与高度失谐腔模及两经典强驱动场相互作用。在门操作过程中,量子点不发生跃迁,系统可以依赖于量子点不同的态而获得不同的相位。
在第四章对本文的工作做了总结和展望。
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