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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种电磁场大型福克态的制备方法及其在电磁场平移量测量上的应用，包括：将电磁场和量子比特通过Jaynes‑Cummings模型耦合，自由演化后，对电磁场进行脉冲平移操作，根据脉冲次数重复上述步骤，对量子比特进行投影测量，整个系统态变为最终态，对整个系统态的密度矩阵求偏迹，计算出电磁场态，构造以自由演化时间间隔、脉冲平移量以及投影方向为变量的保真度损失函数，通过Adam梯度下降算法对保真度损失函数中的变量进行优化，直至达到最大迭代次数，得到最优的脉冲方案，制备出大型福克态，实现高保真度制备，缩短生成时间。此外，本发明还采用制备出的电磁场大型福克态进行电磁场平移测量，简化了电磁场平移量测量过程。

主权项：1.一种电磁场大型福克态的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、确定所需制备福克态的量子数，将相干态的电磁场和作为二能级系统的处于激发态的量子比特通过Jaynes-Cummings模型耦合，进行自由演化；包括如下子步骤：步骤1.1、设定制备量子数为n≥10的福克态，设置作为二能级系统的量子比特的初态为激发态，向谐振腔中注入电磁场的相干态其中，α表示电磁场相干态的振幅；步骤1.2、将量子比特和电磁场通过共振Jaynes-Cummings哈密顿量进行耦合，实现自由演化其中，H表示Jaynes-Cummings哈密顿量，ωC为电磁场的振动频率，ωa为量子比特基态和激发态间跃迁频率，表示电磁场的产生算符，a表示电磁场的湮灭算符，σ+表示量子比特的升算符，σ-表示量子比特的降算符，g表示电磁场和量子比特的耦合强度；τj表示第j-1次脉冲和第j次脉冲自由演化时间间隔；共振的条件为：ωC＝ωa；步骤2、自由演化后，对电磁场进行脉冲平移操作，电磁场和量子比特所构成的整个系统态变成中间态；步骤3、根据脉冲次数重复步骤1-2后，对量子比特进行投影测量，整个系统态变为最终态；步骤4、对此时整个系统态的密度矩阵求偏迹，计算出电磁场态，构造以自由演化时间间隔、脉冲平移量以及投影方向为变量的保真度损失函数；步骤5、根据总的演化时间初始化自由演化间间隔、脉冲平移量、投影方向，通过Adam梯度下降算法对保真度损失函数中的变量进行优化，直至达到最大迭代次数，得到最优的脉冲方案，制备出大型福克态；包括如下子步骤：步骤5.1、根据总的演化时间T初始化自由演化时间间隔为将初始脉冲平移量设置为Reβi＝0.001,Imβi＝0.001，初始投影方向其中，Reβi表示βi的实部，Imβi表示βi的虚部；步骤5.2、利用Adam梯度下降算法对保真度损失函数中的变量进行梯度优化以寻找最小化的变量，并限制θ范围为[0,2π]、φ范围为[0,π]、Imβi范围为[-3,3]、Reβi范围为[-3,3]；步骤5.3、重复步骤5.2，直至达到最大迭代次数，最优的脉冲方案，制备出大型福克态。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种电磁场大型福克态的制备方法及其进行电磁场平移量测量的方法