连续变量空间多模纠缠
发布时间：2022-01-04 20:38
连续变量纠缠是量子信息学科的重要资源之一,具有经典光场所不具备的量子关联特性,进一步保证了信息通讯的有效性和安全性,已经被广泛应用到多个方面,如量子密码,量子密钥分发,量子隐形传态,量子计量等。近年来,空间多模纠缠,由于在空间量子信息中的潜在价值,引起了研究者更大的兴趣。这种类型的纠缠,基于光场的空间模,拓展了纠缠态光场的空间自由度,提供了光场在空间物理量上的量子纠缠特性,如位置-动量纠缠,轨道角动量纠缠等,具有广泛的应用前景。一方面,以不同的空间模作为量子信道,使得纠缠具有了信息并行传输和处理的能力,极大提高了信道容量和量子计算效率,可适用于量子超密集编码和多通道量子计算等领域。另一方面,高阶的空间模具有比基模更为复杂的空间分布,因此对空间的信息具有更好的灵敏度,利用空间非经典光场可以实现如位移,倾角,转角等空间物理量的精密测量,以及超分辨率的量子成像,还可以用来与原子相互作用实现量子态的传递。本文主要研究了连续变量空间多模纠缠的相关理论和实验,主要内容如下:1.理论上分析了泵浦场空间分布与连续变量高阶横模纠缠以及连续变量轨道角动量纠缠之间的关系,实验上通过优化泵浦空间结构,在较低泵...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光场量子态的相空间表征（a）真空态，（b）正交相位真空压缩态，（c）正交振幅真空压缩态（d）相干态，（e）正交相位明亮压缩态，（d）正交振幅明亮压缩态为了更直观的认识光场量子态，我们在图1.1中给出真空态，相干态和几种常见
1 221 20 X XY Y 1 221 20 Y YX X (1.14)或 21 221 2 0 X XY Y 21 221 2 0 Y YX X (1.15)目前实验上产生连续变量 EPR 纠缠的方案主要有多种：一种基于两个 OPA 产生两个正交分量压缩光，将两束压缩光在 50/50 分束器上进行耦合来产生[8-10]，如图 1.2左图所示。目前基于该方案产生的最大纠缠为 10dB[15]。另一种是通过非简并光学参量振荡器（NOPO）直接产生[7, 11-13]，一束频率为p 的泵浦光通过一块 II 类非线性晶体，产生一束频率为s 的信号光和一束频率为i 的闲置光，这两束下转换光就是一对 EPR 纠缠光，如图 1.2 右图所示。目前基于该方案产生的最大纠缠为 8.4 dB[16]。此外，连续变量 EPR 纠缠还可以通过三阶克尔效应[14]，四波混频过程等过程产生。
G R z z z为基模高斯光束的 Gouy 相位。图1.3为同一基矢下不同阶厄米高斯模的强度分布和位相分布图，可以看出，下标n，m分别对应光斑在x，y方向的节点数，N=n+m为模式阶数。随着n，m的增加，模的光斑大小增加。对于基模，场振幅满足高斯分布，光强呈中心最强，并向边缘逐渐减弱。横向平面波上的所有的点都是等相位面。对于高阶厄米高斯模
【参考文献】：
期刊论文
[1]Generation of a continuous-variable quadripartite cluster state multiplexed in the spatial domain[J]. CHUNXIAO CAI,LONG MA,JUAN LI,HUI GUO,KUI LIU,HENGXIN SUN,RONGGUO YANG,JIANGRUI GAO. Photonics Research. 2018(05)
本文编号：3569020
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
光场量子态的相空间表征（a）真空态，（b）正交相位真空压缩态，（c）正交振幅真空压缩态（d）相干态，（e）正交相位明亮压缩态，（d）正交振幅明亮压缩态为了更直观的认识光场量子态，我们在图1.1中给出真空态，相干态和几种常见
1 221 20 X XY Y 1 221 20 Y YX X (1.14)或 21 221 2 0 X XY Y 21 221 2 0 Y YX X (1.15)目前实验上产生连续变量 EPR 纠缠的方案主要有多种：一种基于两个 OPA 产生两个正交分量压缩光，将两束压缩光在 50/50 分束器上进行耦合来产生[8-10]，如图 1.2左图所示。目前基于该方案产生的最大纠缠为 10dB[15]。另一种是通过非简并光学参量振荡器（NOPO）直接产生[7, 11-13]，一束频率为p 的泵浦光通过一块 II 类非线性晶体，产生一束频率为s 的信号光和一束频率为i 的闲置光，这两束下转换光就是一对 EPR 纠缠光，如图 1.2 右图所示。目前基于该方案产生的最大纠缠为 8.4 dB[16]。此外，连续变量 EPR 纠缠还可以通过三阶克尔效应[14]，四波混频过程等过程产生。
G R z z z为基模高斯光束的 Gouy 相位。图1.3为同一基矢下不同阶厄米高斯模的强度分布和位相分布图，可以看出，下标n，m分别对应光斑在x，y方向的节点数，N=n+m为模式阶数。随着n，m的增加，模的光斑大小增加。对于基模，场振幅满足高斯分布，光强呈中心最强，并向边缘逐渐减弱。横向平面波上的所有的点都是等相位面。对于高阶厄米高斯模
【参考文献】：
期刊论文
[1]Generation of a continuous-variable quadripartite cluster state multiplexed in the spatial domain[J]. CHUNXIAO CAI,LONG MA,JUAN LI,HUI GUO,KUI LIU,HENGXIN SUN,RONGGUO YANG,JIANGRUI GAO. Photonics Research. 2018(05)
本文编号：3569020
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