基于里德伯超級(jí)原子快速制備三粒子單重態(tài)*

計(jì)彥強(qiáng) 王潔 劉穎莉 張大偉 肖瑞杰 董莉 修曉明?

1) (渤海大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 錦州 121013)

2) (長(zhǎng)春理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院, 長(zhǎng)春 130022)

3) (營(yíng)口理工學(xué)院電氣工程學(xué)院, 營(yíng)口 115014)

1 引 言

量子糾纏體現(xiàn)了多個(gè)系統(tǒng)之間的非定域非經(jīng)典的關(guān)聯(lián)特性, 這種特性使量子糾纏成為了量子信息科學(xué)中的基本資源.因此, 量子糾纏被廣泛地應(yīng)用在了量子信息處理任務(wù)中.最常見(jiàn)的量子糾纏態(tài)有Bell態(tài)、GHZ態(tài)以及W態(tài)等.不同的糾纏態(tài)有著各自的優(yōu)點(diǎn), 例如, GHZ態(tài)是最大糾纏態(tài)并且能夠最大程度地違背Bell不等式; 對(duì)于一個(gè)N粒子W態(tài), 其任意一個(gè)粒子被測(cè)量之后, 剩下的粒子會(huì)以 (N-1)/N的概率仍然保持糾纏的特性, 也就是說(shuō)W態(tài)的糾纏特性對(duì)于量子比特的丟失具有很好的魯棒性.在2002年, Cabello[1]提出了一種新型糾纏態(tài)—N粒子N能級(jí)單重態(tài).這種糾纏態(tài)可以表示為

式中,?n1,···,nN表示列維-奇維塔符號(hào),{nl}表示排列, |qnl〉 表示一個(gè)量子比特的基矢.這類糾纏態(tài)不僅違反了Bell不等式[2], 而且還可以構(gòu)建無(wú)消相干子空間, 用于抵抗集體的退相干[3], 因此, 單重態(tài)成為了量子秘密共享、測(cè)謊技術(shù)等的關(guān)鍵資源[1,4].近年來(lái), 學(xué)者們已經(jīng)提出了一些理論方案用于制備單重態(tài)[5-10].例如, Jin等[6]在腔量子電動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中基于原子-腔共振相互作用制備了單重態(tài),但是該方案中需要三個(gè)原子依次通過(guò)三個(gè)不同的腔, 因此, 單重態(tài)的保真度對(duì)腔的衰減比較敏感;Lin等[7]的方案中由于沒(méi)有涉及到腔中光子的布居, 因此對(duì)腔的衰減并不敏感, 但是當(dāng)考慮到……