量子逻辑门与量子退相干2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

量子逻辑门与量子退相干PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 量子信息基础1

1.1量子计算基础1

1.1.1量子计算的量子力学原理2

1.1.2量子位3

1.1.3量子态的叠加4

1.1.4量子逻辑门6

1.1.5量子计算中的退相干10

1.1.6量子纠错及防错13

1.2态的相干与非相干14

1.2.1经典理论中态的相干性14

1.2.2量子理论中态的相干性15

1.2.3相干性的密度矩阵描述15

1.2.4量子测量中的相干性问题16

1.3激光与分子相互作用制备量子态16

1.4激光的偏振与量子信息中的量子态22

1.4.1激光的各种偏振态及矩阵表示法22

1.4.2光子的偏振态可作为量子信息中的量子态23

1.4.3偏振器的量子逻辑功能24

1.5量子信息中的纯态和混合态25

1.5.1量子纯态和混合态25

1.5.2纯态和混合态密度算符的区别26

1.5.3量子纠缠态与量子纯态和混合态27

1.5.4纯态演化为混合态导致退相干28

1.6量子态的矩阵表示29

1.6.1波函数的物理解释29

1.6.2量子纯态和量子混合态的矩阵表示30

1.6.3量子纠缠态的矩阵表示33

1.6.4相干叠加态的矩阵表示及其退化34

1.7量子相干与量子退相干38

1.7.1经典相干38

1.7.2量子相干39

1.7.3经典相干和量子相干的比较40

1.7.4量子退相干41

1.8量子纯态与混合态中力学量的测量44

1.8.1量子纯态中力学量的测量46

1.8.2量子混合态中力学量的测量47

主要参考文献49

第2章 量子逻辑门51

2.1用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的功能51

2.1.1用基本的量子逻辑门实现多位量子逻辑门的功能51

2.1.2两位量子门实现多位量子门方案与Barenco方案的比较53

2.2构造Fredkin量子门的一种简易方法54

2.2.1六个基本的两位量子门完成Fredkin门的功能55

2.2.2“条件翻转方案”的特点56

2.3激光对分子振动态的控制与量子Fredkin逻辑门56

2.3.1分子的局域模振动态56

2.3.2激光对分子振动态的控制实现量子Fredkin逻辑门功能58

2.4光学偏振器的量子逻辑功能59

2.4.1泡利矩阵变换对应偏振器的操作60

2.4.2利用偏振器实现量子非门和量子异或门的操作60

2.4.3偏振器在构造量子Toffoli门和量子Fredkin门中的作用62

2.5量子逻辑门的算符及矩阵表示63

2.5.1量子逻辑门的哈密顿算符及对应的幺正变换矩阵64

2.5.2量子逻辑门的输入输出态与量子力学系统波函数70

2.6量子逻辑门中的编码量子位研究72

2.6.1量子字节被控编码方法73

2.6.2字节被控编码方法特点76

2.7激光选态激发的量子逻辑功能76

2.7.1激光选态激发理论模型77

2.7.2激光选态激发实现量子XOR门和Fredkin门的功能79

2.7.3利用激光选态构造四位量子防错码81

2.8辐射场与二能级原子相互作用的量子逻辑功能82

2.8.1辐射场与二能级原子相互作用的半经典理论分析83

2.8.2辐射场与二能级原子相互作用的量子理论分析85

2.8.3利用辐射场与二能级原子相互作用实现量子逻辑功能86

主要参考文献87

第3章 量子退相干及其消除90

3.1辐射场中二能级原子的退相干特性90

3.1.1大失谐相互作用时二能级原子退相干的消除90

3.1.2二能级原子与热库以任意强度耦合时原子的退相干特性93

3.1.3压缩真空场中二能级原子的退相干96

3.1.4运动的二能级原子相干性的保持99

3.1.5超J-C模型中的原子置于热辐射场时相干性的保持102

3.1.6噪声场中二能级原子相干性的保持106

3.1.7囚禁粒子在热库型驻波场中的量子相干特性110

3.1.8消除热库中二能级原子的退相干114

3.1.9简并双光子过程中二能级原子退相干的消除130

3.1.10简并多光子过程中二能级原子退相干的消除133

3.2非旋波近似中二能级原子相干性的保持137

3.2.1单光子相互作用过程原子相干性的保持138

3.2.2简并双光子作用过程原子相干性的保持141

3.3类Kerr介质中二能级原子与驱动场作用时的相干性146

3.4自发发射与量子计算机存储单元的退相干150

3.4.1理论模型150

3.4.2自发发射导致存储单元退相干152

3.4.3两个二能级原子的自发发射导致退相干153

3.5量子计算机存储器中的退相干155

3.5.1量子计算机中的测量及纠缠156

3.5.2编码方法156

3.5.3量子位的幺正变换158

3.6 V型三能级原子与热辐射场Raman相互作用时原子的相干特性159

3.7热辐射场中两个二能级原子退相干的消除161

3.8存在偶极间相互作用的两个二能级原子的相干特性165

3.9两个二能级原子与热辐射场Raman相互作用时原子的退相干动力学169

主要参考文献171

第4章 运用Kraus算子分析量子态的退相干特性176

4.1二能级原子同时存在衰变和跃迁时的退相干特性176

4.1.1 Kraus算子176

4.1.2二能级原子同时存在跃迁和自发衰变引起的退相干178

4.2三能级原子自发辐射的相干特性181

4.2.1三能级原子自发辐射的密度矩阵元181

4.2.2自发辐射引起的退相干185

4.3热辐射环境中三能级原子的相干特性187

4.3.1三能级原子同时存在辐射和吸收时密度矩阵元187

4.3.2三能级原子量子态的相干特性190

4.4三能级原子中相对位相阻尼引起的退相干192

4.4.1三能级原子和环境相互作用时复合系统的幺正演化192

4.4.2相对位相阻尼引起的退相干193

4.5四能级原子自发辐射的量子相干特性194

4.5.1四能级原子自发辐射的密度矩阵元194

4.5.2四能级原子自发辐射导致退相干199

4.6辐射和单步吸收同时存在时四能级原子相干特性200

4.6.1四能级原子的密度矩阵元200

4.6.2四能级原子的相干特性206

4.7红宝石激光器中离子密度矩阵元的演化207

4.7.1红宝石激光器三能级体系的密度矩阵元207

4.7.2三能级激光系统粒子数变化规律210

4.8固体激光器的四能级系统密度矩阵元的演化211

4.8.1固体激光器四能级粒子系统密度矩阵元212

4.8.2四能级激光系统粒子数变化规律215

主要参考文献217

第5章 量子态保真度219

5.1半经典理论中二能级原子的量子态保真度219

5.1.1辐射场与二能级系统相互作用的半经典理论分析219

5.1.2二能级原子的量子态保真度222

5.2辐射场中二能级原子的量子态保真度224

5.2.1二能级原子与磁场相互作用的半经典理论及原子量子态保真度224

5.2.2辐射场与二能级原子相互作用的量子理论及原子量子态保真度228

5.3强热辐射环境中二能级原子的量子态保真度232

5.3.1强热辐射环境中二能级原子的约化密度矩阵233

5.3.2强热辐射环境中二能级原子量子态保真度237

5.4热辐射中存在偶极相互作用时原子量子态保真度238

5.4.1存在偶极相互作用时二能级原子的约化密度矩阵239

5.4.2存在偶极相互作用时二能级原子量子态保真度242

5.5二能级原子与热辐射场Raman相互作用时原子的量子态保真度243

5.5.1存在Raman相互作用时二能级原子的约化密度矩阵244

5.5.2存在Raman相互作用时二能级原子的量子态保真度246

主要参考文献248