量子信息处理过程中,目前难以逾越的一个障碍是量子态的消相干问题。该问题在量子通信中尤为突出。另外,目前对于量子信息处理的研究绝大部分还是基于两态和两体量子系统,而最新的一些研究结果表明,基于高维系统的量子信息处理过程在很多方面优于基于两态系统的量子信息处理过程。同时,多粒子纠缠态在量子通信和量子计算过程中发挥着极为关键的作用。因此,本项目致力于研究未知单粒子、多粒子量子态的纯化,并将二维系统的结果向高维系统推广,探索并解决了在该推广过程中所遇到的新问题。通过腔 QED 技术与线性光学元件结合设计出实现上述理论方案的物理方案,并将该纯化过程应用到具体的量子通信方案中。探索设计出基于腔QED、SQUID 以及量子点等系统的量子信息处理的新方法。研究衰减机制以及外界因素对量子信息处理的影响,重点放在研究其对纠缠的影响上,讨论了不同衰减机制和不同外界条件下量子系统的纠缠动力学行为,以求找到能够得到最佳量子纠缠的系统或者环境参数。
英文主题词Purification of quantum states; Multi-particle entangled states; Higher dimensional quantum system; Evolution of entanglement