周并举，刘小娟，詹杰，周仁龙

（湖南科技大学 物理学院，湖南 湘潭 411201）

1 引言

量子态是量子信息的载体。量子信息处理（量子通信和量子计算）是指以量子力学基本原理为基础，通过对量子态的各种相干特性进行计算、编码和传输的全新信息处理方式，在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可以突破现有的经典信息系统的极限，成为研究热点[1]。

二能级原子是双量子态系统，称为原子比特，是实现量子通信和量子计算的信息载体。如原子比特在量子通用逻辑门中得到实现[2]，如在不破坏其量子相干性的情况下，可能将飞行光比特所载信息传送到静止原子比特上，并在需要时成功读取原子比特内存储的信息，这一技术将是未来量子信息处理中的重要组成部分[3]。

然而，原子比特、逻辑门等量子器件不可避免地会与环境相互作用，受到环境噪声的影响。目前，研究表明，环境噪声导致编码的量子态从量子相干叠加态退化为经典态，使原子比特消相干，给量子信息处理带来错误，严重阻碍了量子储存器的规模化，是阻碍量子计算的主要因素[4]。因此，在存在环境噪声条件下，量子通信的信息传输和量子计算的正常运转必然要考虑量子态的保真度问题[5]。保真度是量度量子态在外界干扰下回复的准确性，而在外界扰动下，保真度经过周期T之后，完全回复到初值，称之为量子态具有周期为T的量子回声[6]，有着广泛的应用。……