基于 87 Rb冷原子系综光与原子纠缠源的产生
发布时间：2021-07-28 14:26
量子信息科学试图利用量子层面的能力来实现在经典层面不可能实现的任务。量子信息科学已经为实现量子计算和量子通信所需的物理资源奠定了充分的条件,但是人们对量子测量,并利用量子测量来完成各种任务的能力还没有更深的理解。在这方面,一个重要的进展是段路明等人提出的DLCZ方案,为实现长距离量子通信和量子网络上的纠缠分布奠定了基础。DLCZ的理论方案是一种基于单光子探测原子纠缠的概率方案,在单光子探测中,光子源本质上是不可分辨的,并且通过量子中继器结构在远距离之间建立起纠缠。DLCZ方案具有内置的量子存储功能并且在完成量子存储和纠缠交换以后对量子态进行纠缠纯化,完全可以在当前的实验范围内实现,并且实现了与以前更复杂的方案相同的目标。在该方案提出后,基于原子系综的量子中继方案受到了广泛的关注,利用自发Raman散射过程产生光与原子纠缠源,释放一个光子的同时将一个自旋波储存在原子系综中。随后通过读取该自旋波,并将该自旋波转化为光子进行探测,从而实现两个光子之间的纠缠。本文主要介绍了量子信息的相关概念,87 Rb冷原子系综的制备和基于87 Rb冷原子系综光与原子纠缠源的制备,在该纠缠源的制备过程中,读出...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子网络
基于bR87冷原子系综光与原子纠缠源产生2行分发。然而想要实现大规模的量子网络的前提条件是要实现远距离量子节点之间的量子通讯。由于在远距离传输信道中不可避免的传输损耗和纠缠态的纠缠度会随着在量子节点和信道中的一系列操作而降低等原因，实现一个远距离的量子通讯带来了很大的挑战[10-12]。为了解决这些问题，在1998年，H.-J.Briegel等人提出了量子中继的方案[13]，如图1.2所示。在该方案中，为了实现两个远距离量子节点之间的量子通讯（A节点到Z节点），将远距离的量子信道分成若干个子信道（A节点到B节点等），先在每一个子信道建立纠缠态并通过量子存储将纠缠态存储起来，然后在相邻子通道之间进行纠缠交换（B节点和C节点），实现了次临近节点之间的纠缠（A节点和D节点等），以此类推通过多次纠缠交换最终在远距离两个量子节点之间建立起纠缠（A节点和Z节点）。纠缠交换克服了传输信道中的传输损耗。然而每一个子通道纠缠的产生是小概率的，所有的子信道同时产生纠缠态并纠缠交换成功的几率是非常低的，所以要对每一个子信道产生的纠缠态进行量子存储，直到所有的子信道道都达到纠缠态。为了克服纠缠态的纠缠度会随着在量子节点和信道中的一系列操作而降低，在量子存储和纠缠交换后进行纠缠纯化。图1.2量子中继方案示意图2001年，段路明等人提出了一个名为Duan-Lukin-Cirac-Zoller（DLCZ）的量子中继方案[3]。该方案利用自发Raman散射过程，将原子系综作为量子节点，进行量子态的产生，存储以及测量。此方案一经提出，便成为了最受欢迎的量子中继方
基于bR87冷原子系综光与原子纠缠源产生4图1.3空间复用光与原子纠缠源实验研究[18]上述空间复用量子中继方案中，每增加一个Stokes和Anti-stokes探测光路，所需要的资源空间将成倍的增加，这就限制了纠缠产生率的倍增。2007年C.Simon等人提出了时间复用的光与原子纠缠源的实验方案[21]。图1.4时间复用量子中继方案图[21]在量子中继方案中，将两个长距离的量子节点之间的信道分成了n个短距离的子信道，想要在短距离的节点之间(例如A和B之间)建立起纠缠就需要一个纠缠源和一个可以进行量子存储的存储器，记作ABS和ABM。在A和B（C和D）两个节点通过自发Raman散射过程产生Stokes光子并发送到A和B（C和D）之间的中间站进行联合贝尔态测量建立起纠缠，同时将量子信息存储在ABM（CDM）中。然后
【参考文献】：
期刊论文
[1]读出效率对光与原子纠缠产生的影响[J]. 王圣智,温亚飞,张常睿,王登新,徐忠孝,李淑静,王海. 物理学报. 2019(02)
[2]读光强度对光与原子纠缠源读出效率及纠缠质量的影响[J]. 张常睿,王圣智,徐忠孝,李淑静,王海. 量子光学学报. 2018(03)
[3]自发Raman散射过程中写激发率对光与原子纠缠源质量的影响[J]. 张浩毅,温亚飞,周湃,袁亮,徐忠孝,李淑静,王海. 量子光学学报. 2018(02)
[4]冷原子EIT介质中光存储效率与再泵浦光强的关系[J]. 张志英,武跃龙,徐忠孝,陈力荣,李淑静,王海. 量子光学学报. 2013(04)
博士论文
[1]空间倍增量子界面的实验与理论研究[D]. 田龙.山西大学 2017
本文编号：3308082
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子网络
基于bR87冷原子系综光与原子纠缠源产生2行分发。然而想要实现大规模的量子网络的前提条件是要实现远距离量子节点之间的量子通讯。由于在远距离传输信道中不可避免的传输损耗和纠缠态的纠缠度会随着在量子节点和信道中的一系列操作而降低等原因，实现一个远距离的量子通讯带来了很大的挑战[10-12]。为了解决这些问题，在1998年，H.-J.Briegel等人提出了量子中继的方案[13]，如图1.2所示。在该方案中，为了实现两个远距离量子节点之间的量子通讯（A节点到Z节点），将远距离的量子信道分成若干个子信道（A节点到B节点等），先在每一个子信道建立纠缠态并通过量子存储将纠缠态存储起来，然后在相邻子通道之间进行纠缠交换（B节点和C节点），实现了次临近节点之间的纠缠（A节点和D节点等），以此类推通过多次纠缠交换最终在远距离两个量子节点之间建立起纠缠（A节点和Z节点）。纠缠交换克服了传输信道中的传输损耗。然而每一个子通道纠缠的产生是小概率的，所有的子信道同时产生纠缠态并纠缠交换成功的几率是非常低的，所以要对每一个子信道产生的纠缠态进行量子存储，直到所有的子信道道都达到纠缠态。为了克服纠缠态的纠缠度会随着在量子节点和信道中的一系列操作而降低，在量子存储和纠缠交换后进行纠缠纯化。图1.2量子中继方案示意图2001年，段路明等人提出了一个名为Duan-Lukin-Cirac-Zoller（DLCZ）的量子中继方案[3]。该方案利用自发Raman散射过程，将原子系综作为量子节点，进行量子态的产生，存储以及测量。此方案一经提出，便成为了最受欢迎的量子中继方
基于bR87冷原子系综光与原子纠缠源产生4图1.3空间复用光与原子纠缠源实验研究[18]上述空间复用量子中继方案中，每增加一个Stokes和Anti-stokes探测光路，所需要的资源空间将成倍的增加，这就限制了纠缠产生率的倍增。2007年C.Simon等人提出了时间复用的光与原子纠缠源的实验方案[21]。图1.4时间复用量子中继方案图[21]在量子中继方案中，将两个长距离的量子节点之间的信道分成了n个短距离的子信道，想要在短距离的节点之间(例如A和B之间)建立起纠缠就需要一个纠缠源和一个可以进行量子存储的存储器，记作ABS和ABM。在A和B（C和D）两个节点通过自发Raman散射过程产生Stokes光子并发送到A和B（C和D）之间的中间站进行联合贝尔态测量建立起纠缠，同时将量子信息存储在ABM（CDM）中。然后
【参考文献】：
期刊论文
[1]读出效率对光与原子纠缠产生的影响[J]. 王圣智,温亚飞,张常睿,王登新,徐忠孝,李淑静,王海. 物理学报. 2019(02)
[2]读光强度对光与原子纠缠源读出效率及纠缠质量的影响[J]. 张常睿,王圣智,徐忠孝,李淑静,王海. 量子光学学报. 2018(03)
[3]自发Raman散射过程中写激发率对光与原子纠缠源质量的影响[J]. 张浩毅,温亚飞,周湃,袁亮,徐忠孝,李淑静,王海. 量子光学学报. 2018(02)
[4]冷原子EIT介质中光存储效率与再泵浦光强的关系[J]. 张志英,武跃龙,徐忠孝,陈力荣,李淑静,王海. 量子光学学报. 2013(04)
博士论文
[1]空间倍增量子界面的实验与理论研究[D]. 田龙.山西大学 2017
本文编号：3308082
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3308082.html
