多光子纠缠态的制备与操控

发布时间：2021-03-08 05:59

　　量子纠缠不仅是量子力学中最为重要和奇异的性质之一,也在量子技术的开发和应用中成为了量子信息处理的核心资源。本文首先回顾了量子纠缠的基础及其重要意义,介绍了近几年多光子纠缠态理论研究和实验制备的重大成果。在对光学平台上量子系统和偏振纠缠的数学描述以及常用光学器材后有一定认知后,选取了光学平台制备纠缠源最成熟的技术——自发参量下转换过程制备双光子纠缠源,并介绍了自发参量下转换原理、发展过程和实验方案。我们利用三明治结构的II型束状参量下转换过程,制备了双光子纠缠态,其最大保真度达到99.15%。在高保真三明治型双光子纠缠源的基础上,我们提出了一种简单可靠的参数可调部分纠缠Werner态的制备方案。该方案主要包括基于自发参量下转换过程制备的双光子纠缠光源以及由Sagnac干涉环和退极化通道组成的可调消相干通道两部分。我们选取了多个参数不同的Werner态进行量子态层析测量,其纯态参数范围可以在0-0.992范围内连续调节,且保真度稳定在99%以上。由于多体量子系统对量子计算和量子通信的重要性,为了着手研究多体纠缠态,我们首先制备了三光子GHZ型纠缠源。该GHZ纠缠源由两个独立的高保真三明治型... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光谱仪检测激光器780nm及倍频光390nm波长(nm)

图 2.3 实验中持续测量光谱数据分析于钛宝石激光器在 780nm 附近输出功率最大，该波段对应的光学元件种类丰富且我们使用的硅雪崩光电二极管在该波段探测效率最高（63%左右），因此该波常合适的。 波片片是偏振光学系统中最常用的光学元件之一，其类型有半波片、四分之一波片、常用双折射晶体薄片制成，其原理是特定波长的光的不同偏振在双折射晶体中即对双折射的寻常光（ordinaryray）与非常光（extraordinaryray）产生固定相位斯矩阵[52]如下所示：2 22 2cos sin ( ) cos sin( ) cos sin sin cosy yx xy yx xi ii ii ii ie e e eUe e e e , 体快轴与水平方向顺时针夹角（以下简称为与快轴夹角），x 为快轴相位，y 为

图 2.4 分束器空间模式种分束器是偏振分束器（PBS,polarizationbeamsplitter）它与非偏振分束原理和效果不同。偏振分束器运用全反射效应，当水平放置偏振分束器偏振光子全部透过，竖直偏振光子全部反射。从透射端看它相当于一个测量。振分析系统的偏振分析系统（PAS）包括四分之一波片、半波片、偏振分束器、光纤单光子探测器、多通道符合仪。该系统示意图如下所示：a cb dDetector

【参考文献】：
博士论文
[1]基于参量光源的诱骗态量子密钥分配研究[D]. 王东.中国科学技术大学 2017
[2]量子纠缠与量子导引的判据研究[D]. 郑玉鳞.中国科学技术大学 2017
[3]基于高保真度多光子纠缠源的量子关联实验研究[D]. 张超.中国科学技术大学 2016
[4]量子通信中的量子消相干和量子中继器[D]. 童朝阳.湖南师范大学 2008



本文编号：3070540