【摘 要】
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现今量子计算机的实现仍面临着巨大挑战,作为量子计算机运算组件的量子逻辑门的制备变得尤为重要。而且,在考虑到系统的复杂性以及环境退相干的影响,就需要采用多量子比特门简化系统,因此,制备多量子比特门势在必行。本论文基于量子Zeno动力学,提出了通过原子-腔-光纤系统的虚激发实现Fredkin门的新颖方案。（1）通过控制两空间分离原子非局域态转换实现Fredkin门。在该方案中,仅一个原子需要激光驱动,
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现今量子计算机的实现仍面临着巨大挑战,作为量子计算机运算组件的量子逻辑门的制备变得尤为重要。而且,在考虑到系统的复杂性以及环境退相干的影响,就需要采用多量子比特门简化系统,因此,制备多量子比特门势在必行。本论文基于量子Zeno动力学,提出了通过原子-腔-光纤系统的虚激发实现Fredkin门的新颖方案。（1）通过控制两空间分离原子非局域态转换实现Fredkin门。在该方案中,仅一个原子需要激光驱动,并且原子-腔-光纤系统的虚激发有效地抑制了退相干。我们首先选择了合适的参数对方案的可行性进行了分析,并且为确保方案的有效性还对处于量子叠加态上运行的Fredkin门的保真度进行了讨论。随后又讨论了原子自发辐射和光子泄漏对方案的影响和在一般参数条件下原子-腔的耦合强度对系统保真度的影响,以及原子耦合强度和操作时间误差对方案的影响等。最后对实验上的实现进行了简单的介绍。（2）通过非局域控制两远程原子态转换实现Fredkin门。我们提出了一种通过控制囚禁在一个腔中原子的状态来非局域的控制囚禁在另外一个腔中的两个远程原子态转换的方案,并且通过理论计算验证了该方案可以成功实现Fredkin门。类似地,通过非局域控制两个远程且空间分离原子态转换也可以实现Fredkin门。
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