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在迅速发展的量子物理领域,量子纠缠的研究一直是一个活跃的研究课题。一方面,量子纠缠被认为是当今量子物理的基本概念,它展示了许多经典信息领域所没有的特征,典型的特性包括量子非局域性和相干性等等;另一方面,量子纠缠在量子信息和量子计算领域扮演着重要的角色,已被作为量子信息传送和量子信息处理的资源广泛应用于量子信息领域的各个方面,例如量子隐形传态、量子稠密编码和量子密码术等等。因此,对量子纠缠的深入研究,不仅有助于人们对量子信息和量子力学的基础理论的认识,而且有助于对量子纠缠的潜在应用的探索。
主要成果:
1.利用原子与腔场相互作用的腔量子电动力学方法提出了一个产生多个双模腔纠缠态的方案。一个处于简并高激发态的相干叠加态的V型三能级原子依次通过多个双模腔,通过对原子的能级状态的测量可以概率地产生多个双模腔纠缠态。产生的是w型多腔模量子纠缠态,该类型的量子纠缠态具有多重纠缠的特性,因而在量子通信以及量子计算中有着广阔的应用前景。
2.基于双光子偏振的无破坏宇称测量,该文提出了一种混合态纠缠纯化方案。这种方案有以下几个方面的优点:首先,该文的方案没有用到受控非门操作,而是利用双光子偏振的宇称无破坏测量装置,该文方案的成功概率几乎达到了CN方案的成功概率,比潘建伟等纯化实验方案的成功概率几乎增加一倍;其次,该文的方案采用的是普通的光子探测器,避免了潘建伟等方案要求的单光子探测器,因而更加实用。
3.进一步分析了基于Toffoli门操作纯化混合纠缠态的方案,研究了操作和测量过程中潜在的不完善因素对该纯化方案以及纯化后所得态的影响。发现利用三比特Toffoli门实施量子纠缠态的纯化的方案有着较高的容错阈值。与Bennett等标准纯化方案比较,操作和测量过程中潜在的不完善因素对该纯化方案的影响相对较小。这一结论对实验操作过程有着重要的指导意义。