基于光子回声技术的光压缩态存储研究

发布时间：2017-09-07 03:00

  本文关键词：基于光子回声技术的光压缩态存储研究

  更多相关文章： 量子存储 光子回声技术 光压缩态 量子存储效率

【摘要】：光量子态存储在量子信息处理中起着至关重要的作用，而且它可以成为量子中继器和可扩展的全光量子计算机的基本组成部分。至今通过不同的方法，诸多努力已被致力于发展此类量子存储，它们包括：法拉第旋转、电磁诱导透明、非共振拉曼、和光子回声。近来，基于光子回声技术的光量子态存储特别引人注目，因为其不仅适用于固态体系，而且在存储效率和多模存储能力等方面也取得了显著的进展。现阶段的研究中，该技术用于存储时间比特、光纠缠态和光相干态。然而，据我们所知，基于光子回声技术的光压缩态存储于实验和理论上均未见研究。光压缩态可提供一个量子涨落，导致其中一个正交量的方差低于量子极限。这一优良特性特别有益于量子干涉度量、高精密测量、光波通讯，和连续变量量子信息。因此，实现高效率、高保真度的光压缩态存储显得尤为重要。 本文从光与原子系综相互作用的基本原理出发，在考虑热库的情况下，推导光子和原子演化的动力学方程。接着，详细地分析可控逆非均匀展宽（CRIB）和混合脉冲光子回声（HYPER）协议。在此基础上，开展研究： （1）基于CRIB协议的光压缩态存储研究。分析CRIB技术记录和读取光压缩态的过程，，发现即使输入较大压缩的光脉冲，只要有足够大的存储介质光学深度，入射的光压缩态就可被完美地标记于原子系综。然而，光压缩态的读取能力还取决于原子激发态的自发辐射率，且当其值较小时，量子存储效率趋于100%。 （2）探究HYPER协议存储光压缩态的能力，重点分析其向后读取方案。HYPER协议利用原子系综的自然非均匀展宽频谱特征进行量子存储，保证了在现今实验条件下就可制备得较大的光学深度。因此，我们只要选取原子自发辐射率较小的系综，如Pr3+:Y2SiO5晶体，就可获得较理想的存储效率。该研究为实验上实现高效率光压缩态存储提供了确实可行的方法。
【关键词】：量子存储 光子回声技术 光压缩态 量子存储效率
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O431.2;TP333
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一 绪论10-16
• 1 研究背景10-11
• 2 理想的系统演化方程11-14
• 2.1 Maxwell-Bloch 方程11-13
• 2.2 Maxwell-Heisenberg 方程13-14
• 3 考虑噪音的系统演化——Maxwell-Heisenberg-Langevin 方程14-16
• 二 光的压缩态16-22
• 1 压缩态的定义及其表示16-21
• 1.1 光相干态16-18
• 1.2 光压缩态18-21
• 2 压缩态的应用21-22
• 三 基于光子回声技术的光量子态存储22-42
• 1 利用光谱烧孔的光存储23-35
• 1.1 实施光谱烧孔的意义23-27
• 1.2 CRIB 协议27-35
• 2 HYPER 协议35-39
• 2.1 向前读取36-39
• 2.2 向后读取39
• 3 小结39-42
• 四 光子回声技术光压缩态存储探究42-58
• 1 基本模型及其动力学方程42-43
• 2 基于 CRIB 协议存储光压缩态43-53
• 2.1 入射光的吸收过程43-46
• 2.2 向前传播时出射光的方差表征46-50
• 2.3 向后传播时出射光的方差表征50-53
• 3 基于 HYPER 协议存储光压缩态53-56
• 4 小结56-58
• 五 总结与展望58-62
• 1 总结58-59
• 2 展望59-62
• 参考文献62-68
• 致谢68-70
• 攻读学位期间发表的学术论文目录70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 彭X墀;李军;黄茂全;谢常德;靳少征;李瑞宁;郭光灿;周寿桓;吴令安;;光场压缩态产生的实验研究[J];量子电子学;1988年02期

2 曾爱华,曾浩生,匡乐满;奇偶压缩态是类虚化态[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年03期

3 赵玉芳,杨伯君,张晓光;光纤损耗对孤子压缩态的影响[J];量子光学学报;2002年S1期

4 范洪义,郭光灿;压缩算符的新形式与压缩态的各种表示和性质[J];光学学报;1985年09期

5 李希曾,单莹;光的压缩态的几个定义及其等价性[J];量子电子学;1987年02期

6 孙万钧;;压缩态的放大[J];量子电子学;1988年02期

7 吴令安;冲破量子极限——光压缩态[J];现代物理知识;1989年02期

8 林克强;;量子压缩态及其熵[J];上饶师专学报(自然科学版);1989年02期

9 杨伯君,李荣华,于丽;光纤损耗对光脉冲压缩态的影响[J];量子光学学报;2001年04期

10 徐大海,程庆华,田永红,韩立波;声子压缩态的研究现状及理论概述[J];荆州师范学院学报;2003年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 赵玉芳;杨伯君;张晓光;;光纤损耗对孤子压缩态的影响[A];第十届全国量子光学学术报告会论文论文集[C];2002年

2 路洪;陈立冰;林洁丽;;纠缠压缩态构造的贝尔基的测量与量子隐形传态(英文)[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年

3 王朝全;於亚飞;张智明;;在混合系统中以磁通比特为媒介产生纳米机械振子的压缩态[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年

4 潘庆;王海;张云;苏红;谢常德;彭墀;;光场压缩态的产生和应用[A];第八届全国量子光学学术报告会论文摘要选[C];1998年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王帅;非高斯压缩态及其非经典性质的研究[D];上海交通大学;2013年

2 张纪英;动力学退耦合方法在生成簇态和自旋压缩态中的应用[D];中国科学技术大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 卢兆山;相位压缩态的制备及线性原子干涉仪的研究[D];北京交通大学;2011年

2 吴妙鑫;基于光子回声技术的光压缩态存储研究[D];温州大学;2014年

3 朱兴邦;声子压缩态与声学声子压缩效应的研究[D];华中科技大学;2007年

4 王俊锋;铁磁体中磁振子的压缩态的研究[D];华中科技大学;2006年

本文编号：807004