利用腔QED實(shí)現(xiàn)Bell門.pdf

1、量子計(jì)算機(jī)在某些算法上比經(jīng)典計(jì)算機(jī)有著更快的運(yùn)算速度.這引起了近些年對(duì)量子計(jì)算理論和實(shí)驗(yàn)方面的研究.量子邏輯門是量子計(jì)算機(jī)的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和量子信息處理的基礎(chǔ).量子計(jì)算機(jī)概念出現(xiàn)以后,各種邏輯門被相繼提出.此后人們提出了許多方案,在各種不同的量子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)這些量子邏輯門.為了實(shí)現(xiàn)分布式量子計(jì)算機(jī),人們還提出了非局域量子邏輯門,它可以完成不同結(jié)點(diǎn)間的量子計(jì)算和量子信息處理.量子邏輯門的設(shè)計(jì)對(duì)量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度有密切的聯(lián)系,

2、因此合理構(gòu)建量子邏輯門對(duì)量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)有著重要的意義.
　　本文中,我們構(gòu)建了一種邏輯門—Bell門.這種邏輯門不但可以用來制備Bell態(tài),在制備GHZ態(tài)、線性團(tuán)簇態(tài)等方面也有著重要的應(yīng)用.基于腔QED系統(tǒng)我們提出了兩個(gè)方案分別實(shí)現(xiàn)兩種不同的形式Bell門.第一個(gè)方案采用兩個(gè)三能級(jí)原子分別與兩個(gè)腔共振相互作用.首先,對(duì)兩個(gè)原子分別執(zhí)行經(jīng)典脈沖,使其進(jìn)行一定的旋轉(zhuǎn).然后,將兩原子同時(shí)通入真空腔,適當(dāng)?shù)剡x擇原子與腔的相互作用耦合率和

3、時(shí)間.最后,其中一個(gè)原子再次通過經(jīng)典場便實(shí)現(xiàn)了Bell門.方案執(zhí)行過程中由于相互作用時(shí)間很短,這樣在某種程度上便有效地抑制了消相干.方案二實(shí)現(xiàn)的是另一種形式的Bell門.借助于線性光學(xué)元件,我們使單光子有選擇地與束縛在光學(xué)腔中的原子相互作用.當(dāng)光子為h極化方向時(shí),它將進(jìn)入腔中分別與束縛在其中的原子相互作用;當(dāng)光子為v極化方向時(shí),它只與一個(gè)原子有相互作用.邏輯門實(shí)現(xiàn)過程中我們采用了時(shí)間延遲的方法避免不同操作間的沖突.我們采用的是腔的輸入-