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随着计算复杂性的经典与量子分类越来越明显以及量子计算容错方案的发现,量子信息理论已经在计算机科学上谋得了持久、卓越的一席之地。量子纠缠是目前量子信息中人们关注的热门课题之一,它是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础。对量子纠缠的深入研究无论是对于量子信息的基本理论还是对未来潜在的实际应用都将产生深远的影响。
本文中我们首先介绍了量子信息学科的研究内容及发展概况,侧重概述了在该领域中量子纠缠的基本理论以及重要应用成果。研究了量子系统,量子测量,量子纠缠及量子态的制备和操纵等理论,并提出了一套有效的制备多粒子量子纠缠态的方案。
我们的工作主要包括:
在上述理论研究的基础上,我们提出了一个完全基于量子擦除概念上的多光子纠缠态的制备方案。以六光子纠缠态的制备为例,首先,提出了利用一组四纠缠光子来制备六光子纠缠态的方案。接着,运用同样的技术,通过五粒子纠缠和Bell 态的相互作用来制备六光子纠缠态。我们的实验方案可以应用于以测量为基础的量子计算和多体量子通信领域的研究。我们发现该方案成功的概率取决于纠缠态的系数。
量子信息理论作为一门新兴的理论,还处在一个逐步完善与发展的过程,一些新的现象的出现,深刻揭示了量子力学的奇妙性质。我们相信随着理论的不断完善与实验的进展,将会有更多新颖的性质和现象等待着人们的认识与发现。