连续变量量子离物传态及量子纠缠态的实验与理论研究

论文题目: 连续变量量子离物传态及量子纠缠态的实验与理论研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学

作者: 翟泽辉

导师: 郜江瑞

关键词: 光学参量放大器,类倍频,量子纠缠,量子离物传态

文献来源: 山西大学

发表年度: 2005

论文摘要: 量子信息科学是一个年轻而又活跃的研究领域。利用量子力学的基本原理及量子态固有的特性,比如态叠加原理、量子纠缠态、量子不可克隆定理等,完成信息的传输、储存和处理。它是一个全新的、与经典信息科学完全不同的信息处理方法。各种量子通信和量子计算协议,比如量子离物传态、量子密集编码、量子纠缠交换等的提出及实验实现极大地促进了量子信息科学的发展。量子离物传态作为其中的一个重要而基础的实验得到了广泛的研究和关注,它在量子计算和量子通信中有着潜在的应用价值。本文以连续波激光场为主要工具从理论和实验上研究了电磁场连续变量量子纠缠态的产生与探测、连续变量量子离物传态的实验实现、以及量子离物传态保真度随各种非理想因素的变化关系。另外,从半经典运动方程出发讨论了三共振Ⅱ类倍频过程反射泵浦场的稳态行为及其量子纠缠特性,给出了基频场的平均振幅随泵浦参数和损耗参数的变化关系,计算了运转于阈值以上和阈值以下两种情况下反射泵浦场的量子噪声纠缠特性随各实验参数的变化关系,并与双共振情形作了比较。论文中主要创新点有以下几方面: 1、利用一对反向串接的KTP非简并光学参量放大器(NOPA),从实验上获得了明亮纠缠态光场。工作在参量反放大状态时产生了振幅反关联,

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1．1 纠缠态的历史回顾

1．2 纠缠

1．2．1 纠缠的概念

1．2．2 光场压缩纠缠态及其产生方式

1．3 各种量子信息协议介绍及其实验进展

1．3．1 分立变量量子离物传态

1．3．2 连续变量量子离物传态

1．3．3 量子密集编码

1．3．4 量子纠缠交换

1．4 本文的主要内容

参考文献

第二章压缩纠缠态光场的产生与探测理论

2．1 引言

2．2 NOPO的理论模型

2．2．1 腔朗之万方程及其稳态解

2．2．2 纠缠态的关联噪声谱

2．2．3 NOPO输出光场的偏振特性

2．3 连续变量纠缠态的判定标准

2．4 压缩态及纠缠态的探测方法

2．4．1 压缩态的探测

2．4．2 纠缠态的探测

2．5 本章小结

参考文献

第三章利用Ⅱ类倍频过程产生连续变量纠缠态的理论研究

3．1 引言

3．2 Ⅱ类倍频的经典与非经典特性

3．2．1 Ⅱ类倍频的量子朗之万方程及其稳态解

3．2．2 反射泵浦场的噪声关联谱

3．2．2．1 三共振情形

3．2．2．2 双共振情形

3．2．3 结论与分析

3．2．3．1 阈值以下

3．2．3．2 阈值以上

3．3 实验可行性分析

3．4 本章小结

参考文献

第四章利用 NOPA实现量子离物传态的实验与理论研究

4．1 引言

4．2 量子离物传态概念的提出

4．3 连续变量量子离物传态及实验判据

4．3．1 经典极限

4．3．2 不可克隆极限

4．4 连续变量量子离物传态及保真度的计算

4．5 量子离物传态实验研究

4．5．1 光源

4．5．2 光学参量振荡器

4．5．2．1 非线性晶体 KTP

4．5．2．2 NOPA腔型设计

4．5．2．3 伺服系统及纠缠探测

4．5．2．4 纠缠态产生的实验过程及结果

4．5．3 量子态的测量、重构、与检验

4．5．3．1 实验装置

4．5．3．2 实验结果及分析

4．6 本章小结

参考文献

第五章总结与展望

攻读博士期间发表和待发表论文

致谢

承诺书

发布时间: 2005-08-31

参考文献

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[4].量子纠缠态的确定性[D]. 武霞.北京邮电大学2016
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[6].多色电磁感应透明与量子纠缠态的制备[D]. 邹金花.华中师范大学2009
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[9].腔量子电动力学和光机械系统中的量子信息过程[D]. 尹璋琦.西安交通大学2009
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