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基于法拉第旋转机制和腔QED系统制备纠缠态和实现相位门

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基于法拉第旋转机制和腔QED系统制备纠缠态和实现相位门

作者：梁鸿辉福建师范大学

学位级别：硕士

随着经典信息系统的不断发展和完善,其规模和集成度都已接近到了开发极限,再往下则会表现出越来越明显的量子效应。量子信息科学就是在这种背景下应运而生的。作为新一代的高新技术,它主要包括量子计算、量子通讯两大信息技术。量子纠... 详细信息

随着经典信息系统的不断发展和完善,其规模和集成度都已接近到了开发极限,再往下则会表现出越来越明显的量子效应。量子信息科学就是在这种背景下应运而生的。作为新一代的高新技术,它主要包括量子计算、量子通讯两大信息技术。量子纠缠是研究量子通讯的重要手段,特别是多比特的量子纠缠态,经常用作量子通讯的基本信道。而相位门是实现量子计算的必不可少的元件。因此量子纠缠态和相位门的研究对量子信息科学具有重要的意义。腔QED在量子信息过程中一直扮演着重要的角色,因为它是具体实现的理想平台。而法拉第旋转机制在腔QED中的应用,使得很多量子信息过程都可以在低品质腔中完成,并且还不需要很强的耦合。这将大大的降低实验的难度。因此,研究基于法拉第旋转机制和腔QED的量子信息过程具有重要意义,本人也把它作为硕士学位论文的研究课题,所取得的研究结果主要包括以几个方面方面：1、基于法拉第旋转机制和腔的输入输出关系理论,提出了一个制备GHZ态的方案。在这个方案中n个原子分别囚禁在n个低品质腔中,并且原子与腔之间不需要强耦合。每一个步骤都只是单光子与原子-腔系统相互作用,最后也只是探测一个光子而不需要进行多光子探测,这比那些需要两个甚至更多个光子探测器的方案更有效,实验上也更容易实现。在理想的条件下,本方案的成功几率是1。2、同样是基于法拉第旋转机制和腔QED系统,并通过适当改造制备GHZ态的方案,提出了一个制备N个原子的一维和二维的cluster态的方案。在制备过程中为使激发态没有布居我们把信息编码在基态,这样可以很好的抑制自发辐射。本方案的优点在于对腔的品质要求很低,这使得本方案在实验上能较好的实现,并且有较高的成功概率。3、在低品质腔和非强耦合的情形下,我们提出了一个实现两比特光子相位门的方案。本方案对实验条件要求较低。在如今的单光子源技术条件下,在短时间内可以通过重复实验步骤直至成功来实现光子的相位门。

关键词：法拉第旋转腔QED GHZ态 cluster态光子相位门

Generation of Atomic Greenberger-Horne-Zeilinger States Based on Faraday Rotation

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Communications in Theoretical Physics 2010年第5期53卷 843-846页

作者：梁鸿辉李兴华 School of Physics and Optoelectronics Technology Fhjian Normal University

Based on the input-output relation of the cavity and the Faraday Rotation mechanism, we propose a scheme for generating the n-atom Greenberger Horne-Zeilinger state. In the scheme, the n-atom trapped respectively in n spatially separate cavities would be entangled with the photons going through the atom-cavity system. The successful probabilities of our protocol approach unity in the ideal case. What is more, no requirement for separately addressing further lowers experimental difficulties.

关键词： faraday rotation GHZ state

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物理图像的“凹凸有致”

物理通报 2020年第1期49卷 111-113页

作者：梁鸿辉福建省龙岩第一中学

对于高中物理图像,不仅要明确物理量随相关变量的变化,更要明确其具体的变化方式,图像是“上凸”类型还是“下凹”类型由其物理本质决定,文章从多个角度对图像的“上凸”和“下凹”问题进行分析讨论.

关键词：物理图像斜率斜率的变化曲线的凹凸

信息技术深度融合下的高中物理核心素养教学研究

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中小学电教（综合） 2020年第4期 54-55页

作者：梁鸿辉福建省龙岩第一中学福建龙岩364000

在信息技术不断发展的背景下,培养高中物理学科核心素养不仅能开启高中物理教学的新方向,还将物理公式和概念等内容在动态模拟中展现,使其更加形象、直观。因此立足教学实践,基于2018年龙岩市教育信息技术研究课题"在信息技术环境下,培... 详细信息

在信息技术不断发展的背景下,培养高中物理学科核心素养不仅能开启高中物理教学的新方向,还将物理公式和概念等内容在动态模拟中展现,使其更加形象、直观。因此立足教学实践,基于2018年龙岩市教育信息技术研究课题"在信息技术环境下,培养高中学生物理学科核心素养的研究",探究信息技术与物理学科的深度融合,力求以信息技术为手段探索多元化的教学模式和教学内容,以期可以多途径培养高中生物理学科素养。

关键词：信息技术高中物理融合实践核心素养