一、Experimental Quantum Teleportation of Laser Beams（论文文献综述）
娄彦博[1]（2021）在《基于原子系综四波混频过程实现量子信息协议》文中研究说明量子信息科学是一门充满活力的新兴领域,它通过将信息科学技术与量子力学基础理论相结合,利用量子系统独特的属性如:量子叠加、量子不可克隆、量子纠缠等,来进行量子信息的处理。自这个学科诞生以来,很多量子信息协议相继被提出,例如:量子密钥分发,量子隐形传态,量子密集编码等。这些量子信息协议利用量子态进行信息的传递和交换,在运算速度、信息安全、通道容量和探测精度等方面展现出了超越经典信息系统的潜力。近年来,许多量子信息协议已获得实验证实,并开始向着远距离、大容量、高安全性的实用化目标发展。实现量子信息协议的量子系统可以分为分离变量和连续变量两大类。分离变量的本征态具有分离谱结构,连续变量的本征态具有连续谱结构。在分离变量系统中远距离、大容量、高安全性的量子通信已经完成了初步的实验验证。连续变量量子信息系统在此方向的发展相对滞后,但由于连续变量系统具有确定性的制备和转换量子态的优势,近年来引起了较广泛的研究兴趣。本文围绕实用化的量子通信目标,用铷原子系综四波混频过程产生的连续变量量子光源,开展了量子信息协议的实验,得到了以下成果:1、在实验上利用轨道角动量复用的连续变量纠缠态,结合全光学量子隐形传态协议,实现了并行9通道的确定性多模式量子隐形传态。首先,通过四波混频的空间多模性,在一系列正交的轨道角动量模式上产生并行11组连续变量纠缠。然后利用轨道角动量模式匹配的参量放大器实现了多模式量子态转换。最后,在实验上完成了多模量子隐形传态的验证。2、在实验上利用增益可调参量放大器、分束器和纠缠源构建了一个多功能全光学量子态转换机。通过该全光学量子态转换机实验实现了部分无实体的量子态转换协议,该协议可以连接全光量子隐形传态协议和最优1→N相干态量子克隆协议。因此,这三种具有不同物理本质和功能的协议可以在同一个全光系统中实现。特别是,我们在实验上证明了在相同纠缠强度下,与全光量子隐形传态相比,部分无实体的量子态转换协议可以有效提高态转换保真度。3、在实验上利用基于四波混频过程的参量放大器和光学分束器网络构建了连续变量量子克隆机。通过该克隆机实验实现了连续变量最优N→M相干态量子克隆,并证明了初始态数量的增多和克隆副本数量的降低可以有效提升克隆的保真度。4、在实验上利用基于原子系综四波混频过程的参量放大器构建了一个低噪声相敏放大器,实现了低噪声纠缠光束的强度放大。与常规的相位不敏感放大器相比,相敏放大器在引入相同噪声的情况下可以更好地放大纠缠。因此,该方案可用于在损耗通道中恢复纠缠态的强度信息,对连续变量量子态的远距离传输有着潜在应用。
尹舟洋[2]（2020）在《基于量子计算的机器学习算法设计与应用》文中研究指明随着科技的发展,量子信息技术逐渐从理论的研究拓展到量子计算机的模拟,以及超导量子、离子阱、光芯片等微观系统的观测和控制,从而实现对量子计算中叠加态、纠缠态等物理特性在具象实验中的操控、传输和观测。近年来的研究结果表明,量子信息技术的发展以及关键技术的应用呈现加速趋势,以量子计算、量子通信技术、量子精密测量技术为代表,量子信息对国家未来的金融安全、军事工业、电子通信等领域的规划将产生重大影响。以下是本论文的主要内容:1、基于神经网络的学习特性,以及量子计算能实现数据的并行处理的特性,本文利用经典神经网络、量子线路分别构成了用于生成量子态的生成对抗网络,并对比了两种算法得到的量子态,其中,利用量子线路构造的生成对抗网络的方案能在短时间内生成与真实数据样本具有同分布的量子态,并且生成器和判别器的成本函数能逐渐平稳收敛到最优值。2、基于离散变量推导了2-qubit量子隐形传态算法,以及基于连续变量推导了2-mode量子隐形传态算法,然后利用IBM Q离散变量模型量子计算平台和Strawberry Fields连续变量模型量子计算平台进行量子隐形传态的仿真实验,并对比了两种算法在模拟量子计算机的机制下的实现过程。3、为了实现在任意分布的条件下完成搜索问题,本文提出了基于连续变量的量子定点搜索算法,其中构造了任意分布的连续变量的初始状态、目标状态和特定投影算子,从而实现具有选择性相移算子的渐近最优定点量子搜索。该算法不仅使搜索到的解满足于收敛到目标解的精度要求,而且可以实现二次渐近最优解。最后,通过脚本语言Matlab仿真该算法并验证了其有效性。4、基于热原子体系表征的量子态,本文完成了关于热原子系统中的电磁诱导透明效应与角度的依赖关系的理论推导,其中主要考虑多普勒效应、粒子运动与光场波矢的夹角?对该系统的吸收谱的影响。另外,通过提升干涉滤光片隔离比的光学实验,验证了入射光的角度、偏振、干涉滤光片的级联数量等因素对光学系统的影响。
郭肖[3]（2020）在《基于超纠缠的量子隐形传态方案研究》文中提出量子隐形传态是一种能够直接传输量子信息的通信方式,是构建量子网络的关键技术。目前,对于量子隐形传态的研究大多数都是基于单自由度下的独立假设,无法满足远距离可靠的量子隐形传态要求。由于光子具有偏振、动量、空间、时间和频率等多个自由度上的纠缠特性,通过选取多个自由度上同时纠缠的单光子作为纠缠源,实现超纠缠的量子隐形传态来提高信道容量,传送更多的量子信息。因此,超纠缠量子隐形传态也逐渐成为量子通信中的研究热点。在实际的量子隐形传态过程中,量子系统不可避免的会受到环境噪声的干扰,导致量子相干性减弱,量子态变成非最大纠缠态甚至出现信息丢失的现象,影响量子系统的保真度,降低量子隐形传态的效率。本文主要研究不同噪声下的超纠缠量子隐形传态以及减弱噪声干扰的方法。首先,论文简述了选题背景及意义、介绍了国内外量子隐形传态的研究与发展。给出了支撑本文研究的基础理论,包括量子比特、常用的量子操作门、标准的量子隐形传态、隐形传态的关键技术、常见的两种超纠缠量子态的制备与测量。为了研究噪声对于量子隐形传态的影响,我们定义了量子平均保真度的公式,利用超算符求和的方法,对量子噪声进行建模。将比特翻转噪声、相位翻转噪声、幅值阻尼噪声、退极化噪声这四种常见的噪声干扰到偏振-空间超纠缠的量子隐形传态过程中,计算并仿真了噪声作用于不同粒子上的平均保真度。为了评估量子隐形传态协议的效率,我们选取了合适的信道参数,通过比较不同噪声影响时的平均保真度,进一步分析了噪声对于隐形传态效率的影响。其次,为了减少噪声对于隐形传态的影响,我们利用量子纠缠提纯技术,得到最大纠缠态。基于无消相干子空间对偏振自由度进行逻辑比特编码,构建了免疫联合退相位噪声的模型。设计了偏振-空间超纠缠的双向量子隐形传态,并将免疫噪声模型引入隐形传态过程,通过仿真比较有噪声作用和免疫噪声两种情况下的保真度,验证了免疫噪声模型的有效性。最后,实现了基于双向隐形传态的量子对话应用,并且对全文进行总结和展望,为研究噪声下多自由度的量子隐形传态提供了新思路。
李晓峰[4]（2020）在《多自由度杂化纠缠的量子态制备》文中研究表明众所周知,量子纠缠是量子光学和量子信息领域中的必要资源,因此量子纠缠态的制备极其关键。近年来,多自由度量子纠缠态的制备引起了广泛的关注,这是由于它可以使量子通信具有更大的信道容量和更有效的量子信息处理能力。在此背景下,本论文研究光子的多自由度杂化纠缠态的制备、验证以及应用。我们利用光学器件调控量子态的方法制备了两光子三自由度杂化纠缠的W态。首先我们利用HWP和PDBS等非线性晶体产生偏振和路径这两个自由度,制备出两光子两自由度杂化纠缠的W态。接着,我们通过Q-Plate将其中一个光子的偏振状态转化成轨道角动量自由度,最终实现利用少量资源制备两光子三自由度杂化纠缠的W态。由于系统量子态是三自由度杂化纠缠的,而体系中仅含有两个光子,无法直接进行投影测量。因此,本文提出如何间接探测和验证该W态的方案,其理论依据是三量子比特纯态可由它的任意两个二量子比特的约化密度矩阵唯一确定。这种验证方法与已有的方案进行对比,大大提高了态制备的效率。所制备的W态具有强纠缠性以及传输更多量子信息的能力,并且该W态具有较好的抗比特丢失能力,若传输过程中丢失一个量子比特,其保真度为5/9。另外,我们还研究了两光子三自由度杂化纠缠的类W态用于量子隐形传输。最后我们通过调整光路和修改PDBS对偏振光的反射和透射的参数,制备出单光子三自由度杂化纠缠的W态以及两光子四量子比特的团簇态。这些态的制备效率都为1/2,制备效率得到有效提高。这为高效制备更多样的多自由度纠缠态提供了可能,有助于实现更安全、更兼容的量子网络通信,进而促进量子信息中态制备的发展。
潘晓州[5]（2019）在《基于原子系综四波混频过程的相干反馈及量子纠缠研究》文中研究指明量子信息是一门新的交叉学科,它集量子力学,量子光学,信息科学等学科为一体。其中,非经典态（例如压缩态、纠缠态、单光子态、薛定谔猫态）,由于它们具有量子关联特性,被认为是重要的量子资源,可以用于实现量子信息传输、量子精密测量、量子计算。一个高量子关联特性的量子态可以有效地提高量子通信的保真度以及量子精密测量的灵敏度,因此提高量子态量子关联特性是至关重要的。我们将反馈控制策略应用于量子系统中,提出两种相干反馈控制方案,实现系统输出光场量子特性增强。另外,复用是光通信的一个重要概念,它将多个信息通道集合在一个信息通道里面,极大地提高信息通信容量。光轨道角动量作为一个重要的物理量,具有无限带宽的特点,可以用来实现信息传输。我们把复用和光轨道角动量相结合,将它们应用于连续变量量子系统,并且实现了光轨道角动量模式复用的连续变量纠缠,极大地提高了量子系统的通信容量。本论文包含以下三个工作:1、我们基于热铷原子蒸汽系综四波混频过程实现线性相干反馈控制。通过调节线性反馈控制器的反馈系数,我们可以提高系统输出光场的量子关联特性。此外,我们还发现线性反馈控制器存在一个最优反馈参数,可以最大化系统输出光场的量子关联特性。2、我们基于热铷原子蒸汽系综四波混频过程实现非线性相干反馈控制。通过调节非线性反馈控制器的增益强度,我们可以提高系统输出光场的量子关联特性。此外,我们还发现非线性反馈控制器存在一个最优增益强度,可以最大化系统输出光场的量子关联特性。3、我们基于热铷原子蒸汽系综四波混频过程实现光轨道角动量模式复用的连续变量纠缠。我们确定性地产生了13对纠缠的拉盖尔高斯模式:LG?,pr和LG-?,conj,其中?表示对应光轨道角动量模式的拓扑荷数,pr和conj分别表示探针光场和共轭光场。同时我们也证明了LG?,pr和LG?,conj（l≠0）模式之间不存在纠缠。以上结果从连续变量的角度证明了在四波混频过程中的非线性相互作用满足轨道角动量守恒。此外,我们研究了三种不同光轨道角动量相干叠加模式的纠缠特性。最后,我们还研究了泵浦腰斑大小对系统模式复用数目的影响。
刘辉[6]（2019）在《动态Casimir效应中的非对称量子关联及原子的动力学行为》文中提出动态Casimir效应包括所有通过真空中量子场边界条件的相对论运动而产生光子的现象。这是一种非常奇妙的现象,能从一片黑暗的真空中产生出光子来。这种“无中生有”的现象正是对量子真空涨落的有力证明。自1970年Moore等人预言了动态Casimir效应的以来,它就受到人们的广泛关注。尤其是2011年动态Casimir效应在超导电路中被成功检测到之后,动态Casimir效应再一次成为量子物理学领域研究的热点问题。随着理论和实验研究的进展,人们发现动态Casimir效应产生的光子对体现出量子纠缠（Quantum Entanglement）和量子失协（Quantum Discord）等量子关联性,这使动态Casimir辐射作为量子技术资源成为可能。因此,更详细地研究如何将动态Casimir效应应用于其他量子信息技术和量子器件中已经成为一个热点问题,尤其是它们在实际环境中对热噪声的鲁棒性,更显得尤为重要。本文第一部分工作是:针对超导电路中动态Casimir效应中的非对称量子关联进行研究。现有的理论和实验研究已经证明动态Casimir效应中产生的辐射具有双模压缩态,因此,我们可以利用系统的协方差矩阵来研究动态Casimir效应中的量子纠缠和量子导引（Quantum steering）等量子关联性。本文将动态Casimir辐射的量子纠缠、量子导引与隐形传态保真度（Teleportation fidelity）联系起来,用协方差矩阵元素分别表示出动态Casimir效应中量子纠缠的PHS判据、EPR导引判据和隐形传态保真度,得出动态Casimir效应产生量子纠缠和单、双向量子导引的参数区域。通过函数图像分析了温度、失协以及驱动振幅对量子纠缠、量子导引和隐形传态保真度的影响。最后我们引入四个witnesses,分别对应前面的PHS判据、EPR导引判据和隐形传态保真度,对比分析产生纠缠和量子导引以及实现量子隐形传态的参数区域,并讨论它们之间的关系。由于动态Casimir效应中产生的光子检测问题一直以来都是非常具有实际价值的。当非稳腔内嵌入二能级原子时,动态Casimir效应中产生的光子必然与原子之间产生相互影响。本文第二部分工作是:研究非稳腔内放入两个有相互作用的二能级原子的情况下的动态Casimir效应。我们分别得到了腔场处于真空态和压缩真空态,而原子处于激发态时,系统产生的光子数的解析表达式。分析了原子处于激发态时,系统产生的光子数随时间的变化规律。最后我们计算了双原子布居数的解析表达式,发现双原子布居数与压缩系数、原子-场耦合系数和原子间耦合系数等参数有关。所得结果有助于我们加深对动态Casimir效应的认识,并为今后相关问题的研究奠定基础。
黄志洵[7]（2018）在《量子通信研究的若干问题》文中研究表明1935年A.Einstein、B.Podolsky和N.Rosen三人发表合写文章"量子力学对物理实在的描述是否完备?"该文的局域性原则与他的狭义相对论（SR）相呼应,但与量子力学（QM）不一致。1951年D.Bohm对EPR思维作了现代意义上的陈述,实际上启动了量子纠缠态研究。在此基础上,1965年J.Bell提出了后来称为Bell不等式的隐变量理论,而在1981年-1982年A.Aspect做了多个精确实验,结果与Bell不等式不符,而与QM一致。因此,双粒子系统中存在QM预期的奇异相关,其中的超空间（超距）作用却与EPR思维矛盾。在后来数十年中,Bell型实验常盛不衰,互相纠缠的光子间隔由Aspect时的15m逐步加大到144km,而在2017年由中国量子卫星扩展到1200km,十分惊人。EPR论文的错误对科学研究提供了深刻的教益。近年来量子通信技术的发展,就是建筑在量子非局域性和量子纠缠的基础上的。量子信息学（QIT）有三个主要研究方向——量子计算、量子通信和量子雷达。量子通信的关键点在于必须有绝对保密性。但这在实际上很难,故迄今不能说这问题已经解决。因此,我们认为在2017年量子通信才获很大成就。
张文卓[8]（2016）在《量子通信首次卫星实验》文中研究说明我国的量子科学实验卫星计划于2016年夏季发射升空,这是世界上第一颗开展量子通信实验和研究的卫星。那么,究竟什么是量子通信,它的原理是什么,又具有什么样的特点和优势呢?即将到来的量子信息革命20世纪初,普朗克、爱因斯坦、玻尔开创了量子物理学研究。随后,海森堡、薛定谔、狄拉克等物理学家建立了量子力学。从此,量子物理学沿着两条路深入地推动着人类文明
曾山[9]（2015）在《任意二粒子态的可控量子隐形传态与四粒子团簇态的远程制备》文中认为本文提出了一个在离子阱系统中基于五粒子团簇态实现任意二粒子态的可控隐形传态方案。相比之前的方案,我们这个方案的优势在于不需要进行Bell基测量并且所有的粒子都已经用激光激活,所以离子阱中场模的初始振荡状态以及受热都不影响可控隐形传态方案的完成。通过对四粒子团簇态的研究,我们提出了用两个三粒子GHZ态作为量子通道实现四粒子团簇态的远程制备方案。对于实系数的四粒子团簇态,提出了一个确定性的远程制备方案。在这一方案中,先让发送者Alice与接受者Bob共享两个三粒子GHZ态,然后Alice对自己手中的粒子在适当的基下进行两粒子联合测量,并将测量结果通知Bob,Bob通过进行适当的幺正变换就能获得需要制备的四粒子团簇态,这个制备方案成功的概率是100%。对于更一般的复系数四粒子团簇态的远程制备,提出了一个成功概率为25%的一般方案,并讨论了在某些特殊条件下,制备成功的概率可以达到50%甚至100%。此外,还讨论了不同方案的经典资源成本。文中所提到的远程制备方案中所需的经典资源和量子资源,都是在目前的科技水平下能实现的,所以这篇文章所提出的两个方案都有在实验室中实现的可能性。
戎思淼[10]（2011）在《利用非最大纠缠信道进行量子隐形传态的研究》文中认为量子隐形传态（Quantum Teleportation）也称量子态的超空间转移,它是一种将包含信息的量子比特（量子信息中的基本单位）从一个固定载体中抽象出来,然后由一个地方传送到另一个地方,加载在另一个信息载体上的过程。量子隐形传态作为一种量子信息技术区别于经典信息理论的实验现象,它有一些非常不可思议的奇特性质,比如这种隐形传态并非是将信息系统本身的信息载体进行传输；它在信息传递的速度上也并非是超光速的；甚至在状态传递过程中,不能进行如经典信息理论中普遍使用的信息复制过程等等。基于以上特点,量子隐形传态在量子计算和量子通讯方面具有非常重要的作用。所以,自从1993年C.H.Bennett等提出了第一个量子隐形传态的方案之后,量子隐形传态方案的分析与改进已经成为量子保密通讯技术发展的热点问题。近年来,对基于非最大纠缠的连续变量纠缠态的量子隐形传态方案的研究受到了理论和实验物理学家的广泛关注。一方面,利用非最大纠缠态进行各种量子态的隐形传输的理论方案陆续被提出和加以改进,其中的许多方案已经通过实验物理学家的努力得以实现,并为其他量子信息的相关领域研究提供了技术支持。另一方面,通过对各种量子隐形传态方案的研究,物理学家们对其中体现出的量子纠缠、空间非定域性、量子退相干等量子力学本质问题也有了更加深刻的认识。在本文中,我们系统回顾了量子信息科学的理论基础,以及近几年来量子保密通讯技术的发展状况。在量子理论上,我们建立起了研究量子隐形传态的物理框架,并通过定量计算,分析了量子纠缠与量子非定域性之间的关系,发现量子纠缠是造成量子系统具有非定域性的重要因素,这个结论为利用非最大纠缠态作为量子信道进行量子隐形传态方案设计和分析提供了理论基础。在此之后,我们介绍了已有的较为成熟的几种确定性量子隐形传态的经典方案,以及成功概率不为1的概率隐形传态方案。详细总结和评述了量子隐形传态中所表现出的各种量子特性。在此基础上,我们设计了利用N个非最大纠缠粒子对作为量子信道的概率量子隐形传态方案。并进一步,在使用连续变量非最大纠缠量子信道基础上,设计出利用非最大纠缠测量基底进行量子测量的概率隐形传态新方案,概率性地远程传输单粒子叠加态、两粒子一般态和N粒子叠加态等,并计算了相应的传输成功概率。本论文给出的研究结果有助于深入了解概率量子隐形传态中所反映出的量子纠缠及其空间特性,也为开展与此相关的实验工作提供了有益的理论指导。
二、Experimental Quantum Teleportation of Laser Beams（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Experimental Quantum Teleportation of Laser Beams（论文提纲范文）
（1）基于原子系综四波混频过程实现量子信息协议（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 量子信息科学简介 |
| 1.2 量子信息科学研究进展 |
| 1.2.1 量子纠缠及其研究进展 |
| 1.2.2 量子计算及其研究进展 |
| 1.2.3 量子信息协议及其研究进展 |
| 1.3 基于原子系综四波混频过程的量子信息科学研究 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 2.量子光学基本理论 |
| 2.1 光场的量子化 |
| 2.2 光场的量子态 |
| 2.2.1 数态 |
| 2.2.2 相干态 |
| 2.2.3 压缩态 |
| 2.3 量子态的相空间描述 |
| 2.3.1 Wigner函数表述 |
| 2.3.2 P函数表述 |
| 2.3.3 Q函数表述 |
| 2.3.4 保真度 |
| 2.4 量子态的测量 |
| 2.4.1 强度探测 |
| 2.4.2 平衡零拍探测 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.铷原子系综的四波混频过程的理论和实验基础 |
| 3.1 基于铷原子系综四波混频过程的参量放大器 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 实验实现 |
| 3.2 四波混频产生量子关联光束的纠缠探测 |
| 3.2.1 四波混频产生量子关联光束纠缠度的理论分析 |
| 3.2.2 实验测量四波混频过程产生的纠缠 |
| 3.3 实验基础 |
| 3.3.1 光学分束器 |
| 3.3.2 光学轨道角动量 |
| 3.3.3 全光学量子隐形传态 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.光学轨道角动量复用的全光学量子隐形传态 |
| 4.1 通道复用的量子隐形传态的意义 |
| 4.2 轨道角动量复用全光量子隐形传态的理论推导 |
| 4.3 实验实现轨道角动量复用的全光量子隐形传态 |
| 4.4 通过全光量子隐形传态协议传递轨道角动量模式叠加的相干态 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.全光学多功能量子态转换机的实验实现 |
| 5.1 多功能量子态转换机的研究背景 |
| 5.2 多功能量子态转换机的理论方案 |
| 5.3 三种不同的全光学量子信息协议的实验实现 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 典型结果 |
| 5.3.3 不同放大增益下损耗对全光通道的影响 |
| 5.4 实现全光量子态转换机的多功能性 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.全光学最优N→M相干态量子克隆 |
| 6.1 量子克隆的研究背景 |
| 6.2 全光最优N→M相干态量子克隆理论分析 |
| 6.3 实验实现连续变量最优N→M相干态量子克隆 |
| 6.3.1 实验装置 |
| 6.3.2 实验展现最优4→16 相干态量子克隆 |
| 6.3.3 实验展现最优N→M相干态量子克隆 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.用低噪声相敏放大器放大明亮的纠缠光束 |
| 7.1 量子态放大的研究背景 |
| 7.2 低噪声纠缠光束的强度放大的理论方案和实验装置 |
| 7.2.1 理论方案 |
| 7.2.2 实验装置 |
| 7.3 实验展现纠缠光束的低噪声放大 |
| 7.4 纠缠强度随放大增益的变化 |
| 7.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表的论文 |
| 个人简历 |
| 致谢 |
（2）基于量子计算的机器学习算法设计与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究的主要问题及创新点 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 量子信息基础知识 |
| 2.1 量子力学四大公理性假设 |
| 2.2 量子信息的基本概念 |
| 2.2.1 离散变量——量子比特(qubit) |
| 2.2.2 连续变量——量子模式(qumode) |
| 2.3 量子算法 |
| 2.4 量子机器学习算法 |
| 2.5 常用光学器件 |
| 第三章 GAN生成量子态以及定点量子搜索算法的研究 |
| 3.1 基于GAN生成任意量子态 |
| 3.1.1 基于经典神经网络的GAN生成量子态 |
| 3.1.2 基于量子线路的GAN生成量子态 |
| 3.2 基于连续变量的定点量子搜索算法 |
| 3.2.1 基于离散变量的量子搜索算法与定点量子搜索算法的对比 |
| 3.2.2 基于连续变量的定点量子搜索算法 |
| 3.2.3 利用Matlab进行基于连续变量的定点量子搜索算法的算法仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于离散变量和连续变量的量子隐形传态 |
| 4.1 基于离散变量的量子隐形传态 |
| 4.1.1 任意2-qubit的量子隐形传态理论推导 |
| 4.1.2 基于IBM Q的特定2-qubit的量子隐形传态仿真实验验证 |
| 4.2 基于连续变量的量子隐形传态 |
| 4.2.1 任意2-qumode的量子隐形传态理论推导 |
| 4.2.2 基于Strawberry Fields的单模量子隐形传态实验验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 热原子系统的电磁诱导透明效应与角度的依赖关系 |
| 5.1 热原子系统中的EIT效应与角度的依赖关系 |
| 5.2 提升干涉滤光片隔离比的光学实验 |
| 5.2.1 干涉滤光片的隔离比与角度的依赖关系 |
| 5.2.2 干涉滤光片的隔离比与级联的依赖关系 |
| 5.2.3 干涉滤光片的隔离比与偏振的依赖关系 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 图版 |
（3）基于超纠缠的量子隐形传态方案研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题研究背景与意义 |
| 1.2 量子隐形传态的研究及发展 |
| 1.3 论文的研究内容及结构安排 |
| 第二章 量子隐形传态方案的研究 |
| 2.1 量子隐形传态的基础理论 |
| 2.1.1 量子比特 |
| 2.1.2 量子纠缠 |
| 2.1.3 量子测量 |
| 2.1.4 幺正变换和常见的量子门 |
| 2.1.5 几种量子门的光学实现 |
| 2.2 标准的量子隐形传态 |
| 2.2.1 量子隐形传态的基本原理 |
| 2.2.2 量子隐形传态的密度矩阵形式 |
| 2.3 量子隐形传态的关键技术 |
| 2.3.1 量子态的制备 |
| 2.3.2 Bell态的测量 |
| 2.4 基于多自由度的超纠缠量子隐形传态协议 |
| 2.4.1 基本原理 |
| 2.4.2 偏振-时间超纠缠态的制备与测量 |
| 2.4.3 偏振-空间超纠缠态的制备与测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 超纠缠量子隐形传态的噪声分析 |
| 3.1 量子噪声和保真度 |
| 3.1.1 超算符求和 |
| 3.1.2 常见的量子嗓声 |
| 3.1.3 噪声下的量子保真度 |
| 3.2 噪声下保真度的相关计算 |
| 3.2.1 基于非最大纠缠信道的超纠缠隐形传态 |
| 3.2.2 噪声建模 |
| 3.2.3 噪声下量子保真度的计算 |
| 3.3 噪声对量子隐形效率的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 免疫噪声的多自由度量子隐形传态协议 |
| 4.1 构建免疫噪声模型 |
| 4.1.1 量子态纠缠提纯技术 |
| 4.1.2 免疫联合退相位噪声模型 |
| 4.2 免疫噪声的超纠缠双向量子隐形传态 |
| 4.2.1 基于超纠缠的双向量子隐形传态 |
| 4.2.2 双向隐形传态的退相位噪声分析 |
| 4.2.3 免疫噪声下的隐形传态保真度 |
| 4.3 基于双向隐形传态的量子对话 |
| 4.3.1 量子对话协议 |
| 4.3.2 超纠缠的量子对话应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1. 基本情况 |
| 2. 教育背景 |
| 3. 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 3.1 申请(授权)专利 |
| 3.2 参与科研项目及获奖 |
（4）多自由度杂化纠缠的量子态制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstracts |
| 1 绪论 |
| 2 量子信息概念介绍 |
| 2.1 量子计算的基本理论 |
| 2.1.1 量子比特 |
| 2.1.2 量子态 |
| 2.1.3 量子逻辑门 |
| 2.1.3.1 单量子比特逻辑门 |
| 2.1.3.2 两量子比特逻辑门和多量子比特逻辑门 |
| 2.2 量子纠缠 |
| 2.2.1 EPR佯谬 |
| 2.2.2 量子纠缠在实验室实现 |
| 2.2.3 量子态的纠缠度与保真度测量 |
| 2.2.4 量子纠缠的应用 |
| 3 线性光学器件的介绍 |
| 3.1 相关器件介绍 |
| 3.1.1 偏振相关分束器 |
| 3.1.2 空间光调制器 |
| 3.1.3 螺旋相位板 |
| 3.1.4 道威棱镜 |
| 3.2 器件实现量子逻辑门 |
| 4 态的制备 |
| 4.1 两光子三自由度杂化W态的制备 |
| 4.1.1 两光子两自由度杂化W态制备 |
| 4.1.2 两光子三自由度杂化W态制备 |
| 4.1.3 W态的验证 |
| 4.1.4 两光子三自由度杂化纠缠W态的抗干扰性 |
| 4.1.5 两光子三自由度杂化纠缠的类W态用于隐形传态 |
| 4.2 单光子三自由度杂化W态的制备 |
| 4.3 两光子四量子比特团簇态的制备 |
| 4.4 方案的优势 |
| 5 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于原子系综四波混频过程的相干反馈及量子纠缠研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息进展 |
| 1.1.1 离散变量量子系统 |
| 1.1.2 连续变量量子系统 |
| 1.1.3 热铷原子系综的四波混频 |
| 1.2 光轨道角动量光束 |
| 1.2.1 拉盖尔高斯光束 |
| 1.2.2 光轨道角动量的应用 |
| 1.2.3 光轨道角动量光束的产生方式 |
| 1.3 本论文的创新点和主要内容 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 量子力学理论 |
| 2.1.1 波函数 |
| 2.1.2 量子力学的基本假设 |
| 2.1.3 不确定关系 |
| 2.1.4 量子绘景 |
| 2.2 量子光学理论 |
| 2.2.1 光场量子化 |
| 2.2.2 正交分量态 |
| 2.2.3 光子数态 |
| 2.2.4 相干态 |
| 2.2.5 双模压缩态 |
| 2.2.6 光学偏振分束器模型 |
| 2.3 量子光学探测技术 |
| 2.3.1 强度探测 |
| 2.3.2 平衡零拍探测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 四波混频系统 |
| 3.1 基于热铷原子系综的四波混频过程介绍 |
| 3.1.1 理论模型 |
| 3.1.2 相位匹配条件 |
| 3.2 基于四波混频系统产生关联光束的实现 |
| 3.2.1 基于四波混频系统产生关联光束的实验装置 |
| 3.3 四波混频输出光场的量子特性分析 |
| 3.3.1 强度差压缩特性 |
| 3.3.2 正交分量压缩特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于四波混频系统的反馈控制研究 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 线性相干反馈控制系统的理论研究 |
| 4.2.1 理论模型 |
| 4.2.2 系统损耗 |
| 4.3 线性相干反馈控制系统的实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 相位锁定 |
| 4.3.3 结论和分析 |
| 4.4 非线性相干反馈控制系统的实验研究 |
| 4.4.1 理论模型 |
| 4.4.2 实验装置 |
| 4.4.3 结论和分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于四波混频系统的光轨道角动量模式复用的纠缠研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 光轨道角动量模式复用的纠缠理论研究 |
| 5.2.1 光轨道角动量模式复用的纠缠模型 |
| 5.2.2 光轨道角动量高维纠缠模型 |
| 5.3 光轨道角动量模式光场的平衡零拍探测 |
| 5.3.1 理论模型 |
| 5.4 光轨道角动量光束实验产生方法 |
| 5.5 光轨道角动量模式复用的纠缠实验研究 |
| 5.5.1 实验装置 |
| 5.5.2 结论和分析 |
| 5.5.3 输出光场图像 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间论文发表及会议 |
（6）动态Casimir效应中的非对称量子关联及原子的动力学行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Casimir效应综述 |
| 1.2.1 静态Casimir效应 |
| 1.2.2 动态Casimir效应 |
| 1.3 Casimir效应的研究意义和应用 |
| 1.4 本文的内容安排 |
| 第二章 量子关联 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子纠缠 |
| 2.3 量子导引 |
| 2.4 隐形传态保真度 |
| 第三章 动态Casimir效应中的非对称量子关联 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超导波导中的动态Casimir效应 |
| 3.3 动态Casimir效应中的协方差矩阵 |
| 3.4 动态Casimir效应中的非对称量子关联 |
| 3.4.1 纠缠的PHS判据 |
| 3.4.2 导引的EPR判据 |
| 3.4.3 动态Casimir效应中的隐形传态保真度 |
| 3.4.4 Witness |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 非稳腔中两原子的动力学行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型及有效哈密顿 |
| 4.3 动态Casimir效应中产生的光子数 |
| 4.3.1 腔场处于真空态时的光子数 |
| 4.3.2 腔场处于压缩真空态时的光子数 |
| 4.4 双原子布居数 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 本人在学期间公开发表论文及着作情况 |
（7）量子通信研究的若干问题（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 中国科学家的研究成果及网络上的批评 |
| 3 量子纠缠态理论起源及发展:从EPR论文、Bohm方案到Bell不等式 |
| 4 量子纠缠态实验的进步:从Aspect、Zelinger到Gisin |
| 5 量子纠缠态从理论研究向实用技术的转化 |
| 6 结束语 |
（9）任意二粒子态的可控量子隐形传态与四粒子团簇态的远程制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 第二章 量子信息理论基础 |
| 2.1 量子比特 |
| 2.2 基与线性算子 |
| 2.3 量子纠缠 |
| 2.3.1 纠缠提出的历史背景 |
| 2.3.2 典型的纠缠态类型 |
| 2.4 量子测量 |
| 2.4.1 一般测量 |
| 2.4.2 投影测量 |
| 2.5 量子门 |
| 2.5.1 一位门 |
| 2.5.2 重要的两位门 |
| 2.5.3 三位门 |
| 2.6 塌缩理论 |
| 2.7 量子不可克隆原理 |
| 第三章 量子隐形传态 |
| 3.1 提出及原理 |
| 3.2 量子隐形传态的分类 |
| 3.2.1 决定性的量子隐形传态 |
| 3.2.2 概率性的量子隐形传态 |
| 3.2.3 可控量子隐形传态 |
| 3.2.4 量子态秘密共享 |
| 3.3 在离子阱中实现任意二粒子纠缠态的可控隐形传态 |
| 3.3.1 模型 |
| 3.3.2 任意二粒子态的可控隐形传态 |
| 3.3.3 讨论 |
| 第四章 量子态远程制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 量子态远程制备方案 |
| 4.2.1 单粒子态远程制备 |
| 4.2.2 两粒子纠缠态的远程制备 |
| 4.2.3 利用单粒子测量远程制备两粒子纠缠态 |
| 4.3 四粒子团簇态的远程制备 |
| 4.3.1 实系数的四粒子团簇态的远程制备 |
| 4.3.2 复系数的四粒子团簇态的远程制备 |
| 4.3.3 结论 |
| 第五章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的研究成果 |
（10）利用非最大纠缠信道进行量子隐形传态的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息论简介 |
| 1.2 量子保密通讯的研究概况 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 量子纠缠与空间非定域性 |
| 2.1 量子力学基本假设 |
| 2.2 量子纠缠 |
| 2.2.1 量子纠缠的发展过程 |
| 2.2.2 量子纠缠的相关概念 |
| 2.2.3 量子纠缠态表示 |
| 2.2.4 对量子纠缠的度量 |
| 2.2.5 量子纠缠的应用 |
| 2.3 量子空间非定域性 |
| 2.3.1 非定域性的基本观点 |
| 2.3.2 Bell-CHSH不等式 |
| 2.4 连续变量纠缠态下CHSH不等式的破坏 |
| 第三章 量子隐形传态 |
| 3.1 量子隐形传态的提出与发展 |
| 3.2 经典量子隐形传态理论方案与实验设计 |
| 3.2.1 BBCJPW93量子隐形传态 |
| 3.2.2 量子纠缠交换(Quantum Entanglement Swapping) |
| 3.2.3 开放日的多目标共享量子态超空间转移 |
| 3.3 经典量子隐形传态方案的理论评述 |
| 第四章 概率量子隐形传态 |
| 4.1 概率量子隐形传态的提出和发展 |
| 4.2 概率量子隐形传态的理论方案 |
| 4.2.1 单粒子叠加态的概率量子隐形传态方案 |
| 4.2.2 两粒子纠缠态的概率量子隐形传态方案 |
| 4.2.3 两粒子一般态的概率量子隐形传态方案 |
| 4.2.4 多粒子直积态的概率量子隐形传态方案 |
| 4.3 概率量子隐形传态方案的理论评述 |
| 第五章 基于非最大纠缠测量的概率隐形传态方案设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单粒子叠加态的隐形传递方案的设计 |
| 5.3 两粒子一般态的隐形传递方案的设计 |
| 5.4 多粒子直积态的隐形传态方案的设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 本文主要工作的总结与评述 |
| 6.2 进一步的研究课题 |
| 附录A 量子逻辑门简介 |
| A.1 基本定义与性质 |
| A.2 常用的量子逻辑门简介 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、Experimental Quantum Teleportation of Laser Beams（论文参考文献）
- [1]基于原子系综四波混频过程实现量子信息协议[D]. 娄彦博. 华东师范大学, 2021(12)
- [2]基于量子计算的机器学习算法设计与应用[D]. 尹舟洋. 贵州大学, 2020(04)
- [3]基于超纠缠的量子隐形传态方案研究[D]. 郭肖. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [4]多自由度杂化纠缠的量子态制备[D]. 李晓峰. 杭州师范大学, 2020(02)
- [5]基于原子系综四波混频过程的相干反馈及量子纠缠研究[D]. 潘晓州. 华东师范大学, 2019(02)
- [6]动态Casimir效应中的非对称量子关联及原子的动力学行为[D]. 刘辉. 东北师范大学, 2019(09)
- [7]量子通信研究的若干问题[J]. 黄志洵. 中国传媒大学学报(自然科学版), 2018(02)
- [8]量子通信首次卫星实验[J]. 张文卓. 科学世界, 2016(08)
- [9]任意二粒子态的可控量子隐形传态与四粒子团簇态的远程制备[D]. 曾山. 江西师范大学, 2015(03)
- [10]利用非最大纠缠信道进行量子隐形传态的研究[D]. 戎思淼. 华东师范大学, 2011(11)