OUTLINEd.g.量子计算信息的物理本质量子关联分析a.d.1量子纠缠判断a.1信息和概率g.1量子逻辑门d.2非定域性和Be11不等式g.2量子算法a.2信息和熔d.3量子资源a.3经典通信理论量子力学1.0量子信息测度b.e.e.1 vonNeumannb.1QM基本公设(纯态)b.2复合量子系统e.2Trace距离和保真度b.3混态和密度矩阵e.3量子纠缠测度量子力学2.0f.量子测量C.C.1QM基本公设(混态)f.1量子光学器件和探测c.2量子比特f.2广义测量和POVMc.3量子纠缠
OUTLINE a. 信息的物理本质 a.1 信息和概率 a.2 信息和熵 a.3 经典通信理论 b. 量子力学1.0 b.1 QM基本公设(纯态) b.2 复合量子系统 b.3 混态和密度矩阵 c. 量子力学2.0 c.1 QM基本公设(混态) c.2 量子比特 c.3 量子纠缠 d. 量子关联分析 d.1 量子纠缠判断 d.2 非定域性和Bell不等式 d.3 量子资源 e. 量子信息测度 e.1 von Neumann熵 e.2 Trace距离和保真度 e.3 量子纠缠测度 f. 量子测量 f.1 量子光学器件和探测 f.2 广义测量和POVM g. 量子计算 g.1 量子逻辑门 g.2 量子算法
F.量子测量f.1量子光学器件和探测U.Leonhardt,EssentialQuantumOptics:FromQuantumMeasurementstoBlackHoles,CUP,2010分束器(BeamSplitter:BS)入射光根据(能量)强度分为两束光极化分束器(PolarizationBeamSplitter:PBS)入射光根据极化分为两束光:让水平极化入射光子全部透过;让垂直极化光子全部反射as增加相位:iaia
F.量子测量 f.1 量子光学器件和探测 分束器(Beam Splitter:BS) U. Leonhardt, Essential Quantum Optics: From Quantum Measurements to Black Holes, CUP, 2010 极化分束器(Polarization Beam Splitter:PBS) 入射光根据(能量)强度分为两束光 入射光根据极化分为两束光:让水平极化入射光子全 部透过;让垂直极化光子全部反射 增加相位:i
4a2B11B12B :B21B22aiaaR量子光学经典光学Heisenberg绘景eid/2eiΦ/200cos(0/2)sin(①/2)B=eiA/2幺正算符:e-iΦ/2e-iΦ/200sin(①/2)cos(/2)TB.转动(透射+反射)T0transmissivityreflectivity
经典光学 量子光学 幺正算符: 转动(透射+反射) Heisenberg绘景 transmissivity reflectivity
Heisenberg绘景中可以找到算符UB,使得dUB=HUB,Ug(to)=方dt转换到Schrodinger绘景p' =UBpUt,y'=UBl)Schrodinger绘量:1b(t))=(to)),p(t)=p(to)0t如何找U?U=exp(iAt)exp(i)exp(iO)exp(iHeisenberg绘量:A-OtAO图Jordan-Schwinger表示(at,at) 12(atan+ata2)3 [,] =i,(角动量表示)Ls(at,at)oz (ata2 + ata)=LL+1)=L2++2a1Ly(at,at)oy) =(ata1-ata2)()-L=(at,at)o:(atai-ata2(ai) exp (iAL.) = exp(iA/2):ATexp(iΦ/2)aiexp(-iL.) (ai)exp(i5L)=exp(—i/2)a2cos(0/2)sin(①/2)a1exp(ieLysin(e/2)cos(0/2)a2
Schrödinger绘景 Heisenberg绘景中可以找到算符𝑈𝐵,使得 Schrödinger绘景: Heisenberg绘景: 转换到 ◉ Jordan–Schwinger 表示 (角动量表示) 如何找UB?
图产生EPR态 (q1,92) = (q1 q2ll2) ' (q1,q2)=(q1<q2 exp(i0)/3b)daw(q192)=exp(91,92)L=(o1p2-92pi)142Oq2Ogi(q1,92)=±(Tq1+Qq2,-Qq1+Tq2)T= cos(O/2)g=- sin(0/2)入射:b1(q1)=es/2元-1/4Rexr3b2 (q2) = e-S/2元-1/4 exp2经过50:50BS后出射:1V元2
◉ 产生EPR态 入射: 经过50:50 BS后出射: