金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统中量子特性研究

论文摘要

量子纠缠作为量子信息学中最基础和最核心的研究内容,在量子隐形传态、量子纠错、量子密钥分配等技术的实现中有着重要的作用。金刚石NV色心具有初始化容易、操作简便、室温下具有超长相干时间等优点,在固态量子信息处理方面具有巨大的应用价值;纳米机械谐振器具备高灵敏性、高品质因子、轻质量以及低耗散等优势,在高精度位移测量和质量测量等方面有着重要的应用。因此,金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器系统的量子纠缠特性得到了广泛的关注。基于量子纠缠在量子通信领域的发展前景,本论文主要对金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和超导共面波导腔系统中的量子动力学特性,两独立的金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和超导共面波导腔系统组成的复合系统中的纠缠特性进行了研究,具体工作内容如下:研究金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和超导共面波导腔系统中纠缠动力学特性,通过负值度的度量方式分析系统耦合系数、失谐量、耗散对两体纠缠的影响;研究大失谐条件下从超导共面波导腔到纳米机械谐振器的量子态转移、超导共面波导腔与纳米机械谐振器之间的间接耦合。在引入超导共面波导腔后,制备金刚石NV色心与纳米机械谐振器之间最大的纠缠态,增强整个系统在存在耗散时抵抗金刚石NV色心与纳米机械谐振器之间纠缠消失的能力,同时实现高保真度量子态转移。研究两个独立的金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和超导共面波导腔系统组成的复合系统,通过并发度的度量方式分析超导共面波导腔初始纠缠度、系统耦合系数对两体纠缠的影响,理论上提供一种纠缠调控的方式。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 课题研究背景
•   1.2 量子纠缠
•   1.3 量子力学的基本原理
•     1.3.1 态矢量
•     1.3.2 薛定谔方程
•     1.3.3 本征值与本征态
•   1.4 本论文的研究内容
• 第2章 基本理论和物理模型
•   2.1 密度矩阵理论
•     2.1.1 密度矩阵
•     2.1.2 约化密度矩阵
•   2.2 金刚石NV色心
•   2.3 纳米机械谐振器
•   2.4 超导共面波导腔
•   2.5 金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器系统
•   2.6 本章小结
• 第3章 金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统量子特性的研究
•   3.1 研究背景
•   3.2 金刚石NV色心耦合NAMR和腔场系统的物理模型及演化过程
•     3.2.1 物理模型
•     3.2.2 演化过程
•   3.3 金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统的量子特性研究
•   3.4 本章小结
• 第4章 两独立的金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统量子特性研究
•   4.1 研究背景
•   4.2 两独立的金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统的物理模型及演化过程
•     4.2.1 物理模型
•     4.2.2 演化过程
•   4.3 两独立的金刚石NV色心耦合纳米机械谐振器和腔场系统量子特性研究
•   4.4 本章小结
• 第5章 结论和展望
•   5.1 结论
•   5.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁璐

导师: 廖庆洪

关键词: 量子纠缠,金刚石色心,纳米机械谐振器,超导共面波导腔

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,材料科学,无线电电子学

单位: 南昌大学

分类号: TB383.1;O413;TN751.2

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.000779

总页数: 69

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