• 书名：纠缠态的融合与转化

• ISBN：978-7-5240-0390-8

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：80

• 作者：计彦强，沈宏志，刘颖莉

• 出版时间：2025-11-07

内容简介

随着量子信息科学的蓬勃发展，对量子纠缠的研究逐渐从简单的两体纠缠体系向更为复杂且具有实际应用潜力的多体纠缠体系迈进。有望解决诸如大规模数据搜索、复杂密码破解等经典计算机难以应对的难题。

在量子精密测量方面，利用多体纠缠的量子增强效应能够突破经典测量精度的极限，为高精度的物理量测量提供前所未有的可能性。然而，实现稳定且可扩展的多体量子纠缠绝非易事，面临着诸多严峻的挑战，这些挑战不仅源于量子系统本身的脆弱性和易受干扰性，还涉及到对多个量子比特进行精确操控与协同控制的技术复杂性。

本书内容主要包括多粒子纠缠态的制备方案讨论。介绍了一些纠缠态融合的几种方案，包括型原子纠缠态的融合、Rydberg原子纠缠态的融合以及Rydberg超级原子纠缠态的融合，并进行了可行性分析。最后利用腔QED系统分别实现了三光子、四光子以及五光子GHZ态到W态的转化和Dicke态之间的转化。

编辑推荐

本书主要对不同物理系统中的多种纠缠态的融合与转化进行分析，对量子信息等专业的学生具有一定的参考价值，能够帮助学生深入理解量子纠缠这一复杂概念，掌握相关的研究方法和技术，为培养量子领域的专业人才提供一定有力的支持。

目录

1 量子信息的基本理论

1.1 量子比特

1.2 量子纠缠特性

1.2.1 量子纠缠

1.2.2 常见的纠缠态

1.2.3 纠缠态的度量

1.2.4 纠缠态的应用

1.3 量子逻辑门

1.3.1 单量子比特门

1.3.2 多量子比特门

1.4 量子信息常用的物理系统

1.4.1 氮-空位中心系统

1.4.2 超导系统

1.4.3 光学系统

1.4.4 腔QED系统

1.4.5 离子阱系统

1.4.6 核磁共振系统

2 纠缠态的融合

2.1 引言

2.2 实现 型原子W态的融合

2.2.1 量子Zeno动力学

2.2.2 在单腔中实现W态的融合

2.2.3 在两个分离的腔中实现W态的融合

2.2.4 可行性分析

2.3 实现Rydberg原子纠缠态的融合

2.3.1 Rydberg原子及其偶极封锁效应

2.3.2 模型与哈密顿量

2.3.3 实现GHZ态的融合

2.3.4 实现W态的融合

2.3.5 可行性分析

2.4 实现Rydberg超级原子纠缠态的融合

2.4.1 Rydberg超级原子

2.4.2 模型与哈密顿量

2.4.3 实现GHZ态的融合

2.4.4 实现W态的融合

2.5 实现Rydberg超级原子W态的无损融合

2.5.1 理论模型

2.5.2 实现W态的无损融合

2.5.3 可行性分析

3 纠缠态的转化

3.1 引言

3.2 利用NV中心实现纠缠态的转化

3.2.1 输入输出关系

3.2.2 相干光场的相位区分探测

3.2.3 实现GHZ态到W态的转化

3.3 利用腔QED系统快速实现Dicke态 到Dicke 的转化

3.3.1绝热演化

3.3.2无跃迁追踪算法

3.3.3利用绝热演化实现Dicke态的转化

3.3.4利用绝热捷径实现Dicke态的转化

参考文献