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量子信息学是量子力学与信息科学的交叉学科。由于量子信息理论可以解决经典信息理论所不能解决的难题,使得量子信息成为当今科学研究的热点学科之一。量子信息是以量子态作为量子信息的载体,通过对量子态的制备和操控来实现量子信息的处理。在能对量子比特操作的物理系统中,腔量子电动力学(腔QED)系统被誉为最重要,最有前景的系统之一。腔QED的主要思想就是利用高品质腔把量子信息存储在原子的能态上,从而产生态的演化,实现量子态的制备和操控。利用腔QED方案可以实现多原子纠缠态的制备[1]。但是由于在腔QED方案中,消相干的来源主要是腔的损耗以及原子的自发辐射。基于腔QED的以上两个问题,本文主要是从解决这两个问题入手,利用腔QED实现多原子簇态和三原子W态的制备。全文的主要内容分为五章:
第一章简要的介绍了腔QED及其基础理论
第二章介绍了量子纠缠的基础理论,诸如量子纠缠的基本概念、纠缠态的性质以及几种常见的纠缠态。
第三章简要介绍前人有关三原子W态的制备方案,由于没有很好的解决系统的消相干,从而在此基础上采用三能级原子提出自己对该方案的改进。
第四章简要介绍前人有关多原子簇态的制备方案并指出该方案存在的问题,在此基础上,我们采用失谐的方法提出制备多原子簇态的方案。
第五章对本文的工作进行了简要总结,同时也对这一研究领域的发展做下展望。