纠缠相干态的纠缠浓缩

利用线性光学元器件对光场量子态进行操纵,可以实现远程的量子纠缠调控和量子通讯.通过分析光学分束器对相干态光场的作用,发现当初始光场态是两个两部分纠缠态的直乘时,让其中的两模通过光学分束器作用后再对其进行光子计数,另外两模将会塌缩到新的纠缠态.基于这个特点,提出了一个实现部分纠缠相干态纠缠浓缩的方案.在这个方案中,两个部...     

纠缠压缩真空态的纠缠转移

通过分析光学分束器对压缩真空态光场的作用,发现如果分束器的输入光是两束具有同样振幅和相位的单模压缩真空态光场,则输出光为双模压缩真空态光场;若分束器的输入光是两束具有同样振幅但有π相位差的单模压缩真空态光场,则输出光仍为两束单模压缩真空态光场.对于双模压缩真空态光场,每个模中容纳的光子数可以是基数或偶数.而对于单模压缩真空态光场,每个模中只能包含偶数个光子.根据这些结果,提出了一个纠缠转移的方案.在这个方案中,两个纠缠压缩真空态光场被用作量子信道,通过利用光学分束器作用和光子数探测的方法,并在经典通讯的帮助下,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.     

单光子纠缠态的纠缠浓缩(英文)

通过分析光学分束器对单光子态的作用特点,描述了一个利用单光子态和真空态制备纠缠单光子态的方法;提出了一个实现单光子纠缠态纠缠浓缩的方案。在这个方案中,两个单光子部分纠缠态被用来作为量子信道,通过利用光学分束器作用和单光子探测器探测完成了这个纠缠浓缩的过程。结果表明,对于单光子纠缠态,利用这种方法总有一定的几率可以从部分纠缠纯态中提纯出最大纠缠态。     

单光子纠缠态的纠缠转移和量子隐形传态

使用光学分束器和单光子源，利用单光子态和真空态制备出了纠缠单光子态.利用光学分束器作用和单光子探测，实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.提出了一个关于纠缠单光子态的量子隐形传态方案.在这个方案中，被传送的是一个未知的单光子纠缠态.通讯双方使用的量子信道是两个单光子纠缠态.通过使用分束器作用和对输出态进行光子测量以及在经典信息的帮助下，纠缠转移和量子隐形传态的过程被完成.     

基于偏振无关分束器的两光子部分纠缠态的简化浓缩方案

经由偏振无关的光学分束器实现对未知两光子部分纠缠态的纠缠浓缩,包括利用单光子探测器的线性光学浓缩方案,和利用弱交叉Kerr非线性媒质、零拍探测的浓缩方案。两对部分纠缠的光子对中各一个信号光子同时通过偏振无关分束器后,当探测到分束器输出模中各有一个光子时,剩余的两光子将处于最大纠缠态。与以前的浓缩方案相比较,我们的浓缩方案不需要额外的Hadmard门对信号光子施加作用,所需要的光学器件较少,这增加了方案在实验实现上的可行性。     

基于偏振无关分束器的两光子部分纠缠态的简化浓缩方案

经由偏振无关的光学分束器实现对未知两光子部分纠缠态的纠缠浓缩,包括利用单光子探测器的线性光学浓缩方案,和利用弱交叉Kerr非线性媒质、零拍探测的浓缩方案。两对部分纠缠的光子对中各一个信号光子同时通过偏振无关分束器后,当探测到分束器输出模中各有一个光子时,剩余的两光子将处于最大纠缠态。与以前的浓缩方案相比较,我们的浓缩方案不需要额外的Hadmard门对信号光子施加作用,所需要的光学器件较少,这增加了方案在实验实现上的可行性。     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性,初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器. 关键词： 量子纠缠 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子 相干态     

单光子纠缠态并发度的直接测量

通过分析光学分束器对单光子态的作用关系,提出了一个利用分束器和光子数探测器的单光子纠缠的直接测量方案.方案中用到单光子与空间模纠缠及其两个备份,并让它们通过一个50:50的分束器.选用并发度为纠缠度量,其可由单光子探测器的探测概率直接获得.此方案不需复杂的量子态层析方法,同时只用到在量子信息处理中常用的光学器件,增强了方案在实验上实现的可行性.     

三粒子纠缠相干态的隐形传态

提出了一个利用一个两粒子最大纠缠相干态和一个三粒子纠缠相干态作为量子信道进行三粒子纠缠相干态隐形传态的方案.该方案只需线性光学操作和双模光子数测量.计算结果表明,应用本方案的设置,隐形传态成功的概率与所用的相干态的平均光子数有关,反映了纠缠相干态的非正交特性.     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明，两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性，初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响；并发现两原子初始处于某最大纠缠态时，两原子会永远处于该最大纠缠态，因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器.     

纠缠相干态的制备

在非线性克尔介质和光场的相互作用基础之上,提出了一个纠缠相干态(包括多模和高模纠缠)的光学实现方案。发现通过适当选择场的初态,相互作用时间和广义贝尔测量,能产生多模和高维纠缠相干态。同时发现当输入模的态为相干态和叠加数态的情况下,非线性克尔相互作用可产生纠缠。     

基于四波混频过程的纠缠光放大

双模纠缠态是量子信息领域一种重要的量子资源,本文基于四波混频过程从理论上提出了对双模纠缠态的单个模式(单模放大方案)和对双模纠缠态的两个模式(双模放大方案)的放大.利用光学分束器模型来模拟在光学传输过程中损耗引入的真空场噪声,利用部分转置正定判据分析了两种不同的放大方案中四波混频过程的增益对初始双模纠缠态的纠缠程度的影响.结果表明,在特定的损耗情况下,两个方案中初始双模纠缠态的纠缠度都随增益的增大而减小,直至消失,且双模放大方案中初始双模纠缠态纠缠消失得比单模放大方案中更快.本文的理论结果为实验上实现基于四波混频过程的双模纠缠态的放大奠定了理论基础.     

Teleportation of tripartite entangled coherent states

This paper proposes a feasible scheme for the quantum teleportation of tripartite entangled coherent states by using linear optical devices such as beam splitters, phase shifters and photo detectors. The scheme is based on the bipartite maximally entangled coherent state and the tripartite entangled coherent state with bipartite maximal entanglement as quantum channels. It shows that when the mean number of photons is equal to 2, the total minimum of the average fidelity for an arbitrary tripartite entangled state is 1-0.67×10 ^-3.     

Conditional preparation of X (2) macroscopic entangled states

Two experimental arrangements consisting of coupled spontaneous parametric down-converters with type-I phase matching pumped simultaneously by a powerful optical field in a coherent state through a balanced beam splitter and linear optical elements are proposed for conditional preparation of macroscopic entangled states in output pumping modes of the studied system. Successful generation of the macroscopic entangled state in the pumping modes is unambiguously heralded by coincident detection of two photons in the generated signal and idler modes of the system. We calculate the amount of entanglement and probabilities of successfully observing the X ⁽²⁾ macroscopic entangled states in the total wavefunction. We show that the proposed schemes can be used to obtain a new type of macroscopic entangled states. The text was submitted by author in English.     

Entanglement concentration for W-type entangled coherent states

An entangled coherent state(ECS) is one type of entanglement, which is widely discussed in the application of quantum information processing(QIP). In this paper, we propose an entanglement concentration protocol(ECP) to distill the maximally entangled W-type ECS from the partially entangled W-type ECS. In the ECP, we adopt the balanced beam splitter(BS) to make the parity check measurement. Our ECP is quite different from the conventional ECPs. After performing the ECP, not only can we obtain the maximally entangled ECS with some success probability, but also we can increase the amplitude of the coherent state. Therefore, it is especially useful in long-distance quantum communication, if the photon loss is considered.     

多个量子节点确定性纠缠的建立

量子纠缠是一种重要的量子资源,在多个空间分离的量子存储器间建立确定性的量子纠缠,然后在用户控制的时刻将所存储的量子纠缠转移到量子信道中进行信息的分发和传送,这对于实现量子信息网络是至关重要的.本文介绍了用光学参量放大器制备与铷原子D1吸收线对应的非经典光场,而且在三个空间分离的原子系综中确定性量子纠缠的产生、存储和转移.利用电磁感应透明光和原子相互作用的原理,将制备的多组分光场纠缠态模式映射到三个远距离的原子系综以建立原子自旋波之间的纠缠.然后,存储在原子系综中的纠缠态通过三个量子通道,纠缠态的量子噪声被转移到三束空间分离的正交纠缠光场.三束释放的光场间纠缠的存在验证了该系统具有保持多组分纠缠的能力.这个方案实现了三个量子节点间的纠缠,并且可以直接扩展到具有更多节点的量子网络,为未来实现大型量子网络通信奠定了基础.     

Bose-Hubbard模型中系统初态对量子关联的影响

量子关联是量子信息、量子计算与量子计量领域的重要资源, 在量子纠缠和贝尔非局域性中, 两子系统起着同等关键的作用, Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)量子引导关联的强度介于量子纠缠和贝尔非局域性之间, 对单向EPR量子引导关联而言两子系统的作用不对等. 本文研究了双模Bose-Hubbard模型中模间量子关联的动态特性, 揭示了EPR量子引导关联的取向对系统初态模间交换对称性的依赖关系. 根据Hillery-Zubairy纠缠判据以及基于最大平均量子Fisher信息的纠缠判据考察了系统初态对模间量子纠缠演化规律的影响. 如果模间耦合强度远大于同一势阱内粒子间的相互作用, 初始处于SU(2)相干态的系统在具有确定的两子系统交换对称性的条件下, 其量子关联呈现简单的周期性演化规律; 当这种对称性破缺时, 模间量子关联的演化呈现较复杂的崩塌与回复现象.