基于干涉仪的量子增强测量应用研究

发布时间：2022-02-13 17:14

　　量子态操控与测量是量子通信和量子计算的基础,近些年,随着量子通信和量子计算领域的飞速发展,量子态操控与测量得到科学家们的普遍关注,发展了多种方案。与此同时,随着激光的技术的发展,原子分子微观系统操控技术越来越精密,基于光子和原子分子的精密测量技术也得到了飞速发展。更精准的操作技术以及更高的测量精度一直是各个领域所最求的目标,在此意义上,量子态测量技术与精密测量技术相结合成了必然趋势,量子精密测量领域应运而生。量子精密测量学的主要目标是利用量子系统以及量子态操控和测量方法来增强物理参数估计的精度,突破现有的经典测量极限。干涉仪是一种非常成熟且有效的精密测量仪器,在工业生产、国家需求、基础科研等各个领域都有着广泛的应用,近几年LIGO采用大型激光干涉仪成功探测到引力波信号以及基于物质波干涉的高精度原子重力仪和原子陀螺仪是干涉仪应用的典范。在此大背景下,本论文基于干涉仪提出两种新的量子精密测量方案,分别为基于光-原子混合干涉实现光子可分辨的量子无损测量（quantum non-demolition measurement,简称QND测量）和基于“光喷泉型”量子干涉仪实现突破标准量子极限（st... 

【文章来源】：华东师范大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

VeryLargeArray–由多个分开放置的小型望远镜构成的干涉阵列

基于干涉仪的量子增强测量应用研究和光-原子混合干涉仪 [22–24]。不同的介质可以耦合不同用途。全光干涉仪可以测量引起光场相位改变的物理量，径的振动、系统的加速或者转动等；全原子干涉仪中，对而能与原子相互作用的物理量都可以利用原子干涉仪来测场、光场等；光-原子混合干涉仪的两臂一臂为光场一臂光场相位敏感的待测物理量，又能测量原子相位敏感的待

图 2.3: LIGO 探测器示意简图。作，最终测量精度能达到测量引力波信号。LIGO 是目前仪，也是精度最高的经典干涉仪，代表着当今经典干涉仪的臂长有 4km，所用的光是 Nd:YAG 激光器发出的 106。激光器发出的光经过了功率循环镜后得到 700W 的功分成两路，沿着两个相互垂直的路径传播。传播路径上安镜，构成 Fabry–Pérot 腔，可以进一步增加两臂上光的有光功率能达到 100kW。基于这些复杂的技术，LIGO 的分之一，即19。2016 年 2 月，LIGO 和 Virgo 联合公布150914)，这项成果获得了 2017 年的物理学诺贝尔奖。至次引力波现象 [25–28]。除了黑洞合并之外，还探测到了

【参考文献】：
期刊论文
[1]Micro-Gal laser absolute gravimeter based on high precision heterodyne interferometer[J]. 张志平,程兆谷,覃兆宇,朱健强.  Chinese Optics Letters. 2007(06)



本文编号：3623592