انتقال حالتهای کوانتومی از طریق کاواکهای الکترومغناطیسی جفت شده

از آن جایی که تحقق تجربی هر پروتکل موثر در حوزه ی ارتباطات و محاسبات کوانتومی، بستگی به انتقال مطمئن یک حالت کوانتومی نوعی از یک نقطه به نقطه ی دیگر از طریق یک کانال کوانتومی با کیفیت دارد، بنابراین کار انتقال همدوس حالات کوانتومی از طریق قسمت های مجزای سیستم در زمینه ی اطلاعات و محاسبات کوانتومی از اهمیت زیادی برخوردار است. سیستم کاواک های کوانتوم الکترودینامیکی همراه با اتم-ها یا نقاط کوانتومی به عنوان اتم های مصنوعی که با میدان الکترومغناطیسی کوانتیده برهمکنش دارند، تقریباً یک کاندیدای ایده آل برای پیاده سازی پروتکل های پردازش کوانتومی اطلاعات می باشند. بدین دلیل که اتم ها جهت ذخیره سازی اطلاعات و فوتون ها جهت انتقال اطلاعات مناسب هستند. در این پایان نامه، انتقال کامل حالت های اکسایتونی همدوس را در سیستمی متشکل از سه نقطه ی کوانتومی که بطور مجزا در داخل سه کاواک کوانتوم الکترودینامیکی تک مدی که با فاصله ی یکسان روی خط راستی قرار گرفته اند، بررسی می کنیم. اگر اکسایتون های تولید شده بخاطر دینامیک سیستم با مد مربوط به کاواک ها همساز نباشند، یک حالت اکسایتونی همدوس می تواند از نقطه ی کوانتومی اول به نقطه ی کوانتومی سوم به طور کامل انتقال یابد. این فرایند بدون تجمع مد مربوط به میدان کاواک ها صورت می گیرد و در نتیجه کانال کوانتومی متشکل از این کاواک های جفت شده در برابر واهمدوسی ناشی از اتلاف فوتون مقاوم است. در گام بعدی و در ادامه این پایان نامه، به معرفی پروتکلی جهت مسیریابی کامل اطلاعات کوانتومی در شبکه-ای از کاواک های کوانتوم الکترودینامیکی با بعد دلخواه پرداخته و نشان داده شد که مسیریابی اطلاعات کوانتومی در یک شبکه ی کوانتومی توسط دینامیک دربرگیرنده ی سیستم در یک زیر فضای ناوردا از طریق انجام عملگرهای محلی بر قسمت های کنترل کننده ی مرتبط با شبکه، رخ می دهد.