自发参量下转换实现量子非线性逻辑操作方案

自发参量下转换作为一种重要的非经典光场的产生过程,在基础量子光学实验研究、量子通讯、量子计算等领域有着重要的应用.由于参量过程产生的光场具有单光子量子统计特性,在量子通讯中,在提高信息容量,确保信息安全,避免通讯传输过程中的信号窃取等方面具有经典信息无法比拟的优越性.利用I类BBO晶体作为参量下转换,实验上研究了425 nm飞秒脉冲泵浦的下转换光的量子统计分布,并提出了实现量子非线性逻辑门的可行性方案.     

基于压缩光的量子精密测量

对任何物理量的测量都有一定的噪声, 经典测量所能达到的最小噪声一般称为散粒噪声, 对应着测量的标准量子极限. 利用压缩光可以突破标准量子极限, 从而提高测量精度. 本文介绍了压缩态光场用于突破标准量子极限的基本原理, 以及压缩态光场在相位测量、光学横向小位移及倾斜测量、磁场测量以及时钟同步等精密测量领域的应用和最新进展.     

利用SPDC和PBS实现受控非门的有效方案

任意一个N量子比特逻辑运算可以由一系列单量子比特门和受控非门实现[1].因此,这两种量子逻辑门的实现是研究量子计算自然的目标.虽然单量子比特门易于实现,但是由于光子间的相互作用比较弱,所以很难实现受控非门的操作.本文基于T.B.Pittman[2]与A.L. Migdall[3]等人的工作,提出了利用自发参量下转换(SPDC)过程采用多点延时探测触发的方法获得高效单光子源,提高实现受控非门效率的理论方案.     

电磁诱导吸收介质中探针场的量子噪声特性

在N型原子系统中,在二束强的耦合场作用于介质对探针场体现出很强的诱导吸收作用,与此同时,强吸收引起的自发辐射噪声会影响探针场的量子噪声特性.该文章研究了输入的量子化探测场在经过电磁诱导吸收介质后的噪声特性变化,数值模拟得出,通过调节控制场的强度可以使得探测场的噪声谱图形在吸收窗口范围内产生震荡分裂,噪声最小值处于一定的探针场失谐处.     

共振增强的光学参变下转换

多光子纠缠态是量子通讯网络中的重要资源,光与二阶非线性介质相互作用的自发参变下转换过程是目前制备多光子态较成熟的方案之一.尽管脉冲光可以提高非线性转换效率并简化通信协议,但是进一步增强光与介质间的相互作用对提高多光子的产生效率依然必要.设计了飞秒脉冲激光谐振腔系统,在不改变脉冲重复频率和频率梳结构的情况下,提高了下转换...     

Quantum frequency up-conversion with a cavity

The quantum state transfer from subharmonic frequency to harmonic frequency based on asymmetrically pumped second harmonic generation in a cavity is investigated theoretically.The performance of noise-free frequency up-conversion is evaluated by the signal transfer coefficient and the conversion efficiency,in which both the quadrature fluctuation and the average photon number are taken into consideration.It is shown that the quantum property can be preserved during frequency up-conversion via operating the cavity far below the threshold.The dependences of the transfer coefficient and the conversion efficiency on pump parameter,analysing frequency,and cavity extra loss are also discussed.