量子纠缠态制备及纠缠动力学研究

本项目主要研究量子纠缠态的制备及纠缠动力学。由于在量子信息学中，信息的存储、表示、提取等都离不开量子态及其演化过程，而量子纠缠态具有独特的量子关联特性，因此它在量子信息处理中有着广泛的应用。量子纠缠是量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配、量子纠错、容错量子计算等研究的重要物理资源，是量子信息学发展的重要基础。然而，信息在制备，传输及存储过程中不可避免地要受到环境的影响并与环境发生相互作用，会出现量子退相干现象，从而使量子通讯出现噪声，使量子计算出现错误。可见，量子纠缠和量子相干是量子信息学中的两个重要物理资源。对于如何建立量子纠缠，控制量子态的演化，并且保持量子相干性问题的研究是量子信息理论的重要课题。本项目主要研究利用腔QED系统，腔辅助光子散射系统及自旋链系统等制备纠缠态的理论方案，研究如何克服退相干的影响，并且对纠缠动力学特性进行分析研究。

本项目自2011年1月执行以来主要致力于量子纠缠态的制备及纠缠动力学的研究，现已顺利完成。项目组在2011年1月至2013年12月期间共发表与项目相关SCI论文十余篇。在量子纠缠态制备研究方面，主要提出了基于自旋网络的多量子位图态的制备方案；基于线性光学元件的四光子EPR光子对到四光子极化纠缠无退相干态的转换方案；确定性的任意二粒子和三粒子纠缠态的联合远程制备方案；基于提出的宇称探测器的团簇态的制备方案；基于Zeno动力学的三量子位无退相干纠缠态的制备方案；基于量子反馈的三原子单态的制备方案；基于极化光子干涉效应的原子-光子、原子-原子W态的制备方案；一步变换W态为超单态的方案；基于量子反馈的三维、四维纠缠态的制备方案。在纠缠动力学方面，主要研究了非惯性系中相位阻尼通道下的量子消相干；振幅阻尼通道和相位阻尼通道下Unruh效应引起的量子消相干；研究了三态粒子混合自旋系统的非均衡热量子相关动力学；研究了Unruh单粒子态包含左右成份时Unruh辐射引起的量子消相干效应；研究了非惯性系下相位阻尼通道下初始纠缠对纠缠演化的影响。