利用腔qed实现量子通信

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1、内释提要内容提要量子信息学是量子力学和信息科学棚结合丽产生的--f3新兴学科。近几年采，量子信惑在理}仑郛实验上都取褥了燕大突破，弼创造窭绝对安全翡量予密钥分配、量子密集编码、隐形传态等缀典信息理论不可思议的奇迹。量子通信是量子信息的～个重要研究领域，包括量子密码、量子隐形传态嗣密集编码等。本论文主要磷究若干量子通信的物理实璇方案。腔量子电动力学装霞(CQED)是察现量予计算机和量子通信网络的重要物理系统之一，其主要思想魁将俘获的原子约束在高龋质腔中，把燕子信息贮存在原子熊悉上，由于整雨艨子都与麓模场耦合，导致了原子润稳互幸{；用。本论文讨论了腔QED在量

2、子通信中的若干应用，主要工作有：l、量予秘密共享的实现。为了降低对脏的品质因子的要求，在实现方案中让原子跃迁与腔场太失谶，腔处予虚叛激发，器予与腔之闯没有筑量交换，获而有效地压缩了腔泄漏效成。2、量予纠缠纯化的实现。该方案中，原子囚禁予单边泄漏胶，刹用绝热方法系统只在陵态空闻中演亿，原子在激发态上无布鼹，这使褥琢予的叁发辐嚣大大受到抑制。我们利用从腔泄漏出来光子的干涉效应实现纠缠纯化方案，从而制备出远躐离原子的最大纠缠态，这对量子通讯舆有重要的意义。3、量子鲻缠态隐形传输的实现。我们利用GHZ态俸为量子倍遣，丽原予，腔系统经历绝热演化，然后对泄漏光予进行探

3、测，从而实现纠缠恣的隐形传输。关键词胶QED：绝热过程；秘密共搴：纠缠纯化；隐形传态ABSTRACTQuantuminformationjsaninterestingnewsubject，whichisacombinationofquantummechanicsandinformationscience．Recently,quantuminformationhasmadeasurpriseprogressbothintheoreticalandexperimentalfields．Ithascreatedmanymiracleswhichareunimag

4、inableinclassicalinformationtheory,suchasabsolutesecurequantumkey,quantumdensecoding，quantumteleportation，andsoon．Andquantumcommunicationisanimportantresearchfieldofquantuminformation，includingquantumcryptography,quantumteleportationandquantumdensecoding，etc．Inthispaper,themajoris

5、topresentphysiealimplementationofsomequantumcommunication．Cavityquantumelectrodynamics(CQED)isoneofthekeyphysicalsystemstoimplementquantumcomputerandquantumcommunicationnetwork．Theideaistotrapseveralatomsinasmallhighfinesseopticalcavity．Quantuminformationcanbestoredintheinternalst

6、atesofatoms．Allthetrappedatomsineavityarecoupledtothefield，resultingininteractionamongatoms．Inthispaper,wediscusssomeapplicationsofcavityQEDwi也themainworkasfollows：(1)Implementingquantumsecretsharing．Inordertocutdowntherequirementonthequalityfactorofthecavity,thetransitionfrequenc

7、ybetweenstatesishighlydetunedfromthecavityfrequencyandthecavityisonlyvirtuallyexcited．Inthelargedetuningcase，noenergyexchangebetweentheatomsandthecavitywillhappen，sotheleakageofcavityiseffectivelysuppressed．(2)Implementingquantumentanglementpurification．Inthescheme，atomsaretrapped

8、inone—sideleakycavities，andthesys