三粒子及四粒子非最大纠缠态的纠缠浓缩

摘要

量子纠缠在量子信息领域中扮演着非常重要的角色，并且作为一种重要的量子资源已被广泛地应用到了量子通讯领域中。量子纠缠可以被用来实现大量的量子信息处理任务，例如：量子隐形传送、量子密集编码和量子秘密共享等等。然而，在实际的传输和存储过程中，纠缠系统将不可避免地与环境相互作用，导致量子纠缠态发生退化。基于局域操作和经典通信的纠缠浓缩是解决这一问题的有效方法，是量子通信领域重要而有意义的课题。
　　本文主要研究未知系数的非最大纠缠三粒子GHZ态和W态以及已知系数的非最大纠缠四光子团簇态的纠缠浓缩。在腔QED系统中，基于在氮-空穴中心耦合于低Q微振器的辅助相干光脉冲的输入-输出过程，我们提出了未知系数的非最大纠缠三粒子GHZ态和W态的纠缠浓缩方案。参与浓缩的三方之一通过局域操作和经典通信可概率地实现纠缠浓缩，并在三个远程参与者之间获得非局域的最大纠缠态。在方案中，利用比零差测量更方便的传统光子探测器来区分两个相干态|α>和|-α>。利用交叉克尔非线性提出了任意已知系数的非最大纠缠四光子团簇态的纠缠浓缩方案。通过引入辅助的单光子资源、量子非破坏探测器以及线性光学元件，在远程参与者之间就可以概率性地获得非局域的最大纠缠态。此外，该方案可以迭代以获得更高的成功概率。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 纠缠浓缩基本理论

1.3 纠缠浓缩研究进展

1.4 本文研究的主要内容及意义

第二章 利用金刚石氮-空穴中心实现三粒子纠缠态的纠缠浓缩

2.2 金刚石氮-空穴中心系统的理论模型

2.3 三粒子非最大纠缠态的纠缠浓缩

2.3.1 未知系数的非最大纠缠三粒子GHZ态的纠缠浓缩

2.3.2 未知系数的非最大纠缠三粒子W态的纠缠浓缩

2.4 方案的可行性分析与讨论

第三章 利用交叉克尔非线性实现四粒子纠缠态的纠缠浓缩

3.2 基本线性光学元件

3.3 基于交叉克尔非线性的宇称检测器

3.3.2 坐标正交零差测量

3.3.3 宇称检测器

3.4 已知系数的非最大纠缠四光子团簇态的纠缠浓缩

3.5 方案的可行性分析与讨论

第四章 结 论

参考文献

致谢

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