连续变量受控密集编码量子通讯与无条件纠缠交换的实验实现

利用运转于参量反放大状态的非简并光学参量放大器(NOPA)所产生双组份EPR纠缠态光场,经分束器线性光学变换,我们获得了完全的三组份不可分态.所产生的三个空间分离的光学模具有三模正交振幅与相对正交位相量子关联特性.将三个纠缠光学模分别分配到发送站(Alice)、接收站(Bob)与控制站(Claire),我们完成了连续变量受控密集编码(controlled dense coding)量子通讯,Alice和Bob之间通讯的信道容量受控于Claire.     

基于四组分纠缠态的量子离物传态

提出了一种利用四组分纠缠态光场实现开放传输的量子离物传态网络的实验方案。将未知量子态在输入节点与纠缠态光场的一个子模进行联合测量后,可以根据需求选择经典通道的传输方向,在其他任意一个节点处恢复出该量子态。通过计算由三种不同传输方式恢复出的量子态的保真度,证明了三种方式均可成功实现量子离物传态,达到开放传输的目的。     

连续变量量子纠缠增强实验的改进

通过在泵浦光和注入光路中加入高精细度模清洁器及提高实验系统锁定的精度,我们对连续变量量子增强的实验系统加以了改进,初始的EPR纠缠光场的正交振幅及正交位相分量的关联度分别从(2.4±0.2)dB,(2.4±0.2)dB提高至(4.0±0.2)dB,(3.9±0.2)dB,而输出纠缠态光场的关联度分别由原来的(3.0±0.2)dB,(3.0±0.2)dB提高至(5.6±0.2dB),(5.5±0.2)dB。与此前的实验系统相比,纠缠增强的效率及结果均有一定提高。     

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.     

Investigation of the influence of extra noises in seed beams on continuous-variable entanglement generation

The influence of the extra classical noises in seed beams on the entanglement between the signal and the idler modes of the output fields generated by a non-degenerate optical parametric amplifier operating at deamplification is investigated theoretically and experimentally.With the increase of the extra classical noises in the seed beams,the correlation degree of the output entangled optical fields,which is scaled by the quantum noise limit,decreases rapidly.The experimental results are in good agreement with the theoretical calculations.     

基于含楔角非线性晶体的高纠缠度纠缠源

连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场可由工作在阈值以下的非简并光学参量放大器获得,输入耦合镜、输出耦合镜及非线性晶体等光学元件对于偏振方向相互垂直的两束光场的镀膜参数存在差异,具体表现为输出耦合镜的光学镀膜对偏振方向相互垂直的输出光场的透射率不同。结合实验,详细讨论了镀膜参数差异对纠缠度的影响,为进一步提高纠缠态光场的纠缠度提供了参考。     

高灵敏度的量子迈克耳孙干涉仪

迈克耳孙干涉仪不仅可以用来研究物理学的基本问题,而且能够用于精密测量,比如引力波信号的测量.因此,构建高灵敏度的迈克耳孙干涉仪是实现微弱信号测量的关键.目前,人们利用压缩态可以降低迈克耳孙干涉仪的噪声;通过光学四波混频过程能够放大马赫·曾德尔干涉仪中的相位信号,从而提高干涉仪的信噪比和灵敏度.本文研究了一种用于高灵敏度相位测量的量子迈克耳孙干涉仪.在迈克耳孙干涉仪中,利用非简并光学参量放大器取代干涉仪中的线性光学分束器;并且将压缩态注入干涉仪的真空通道,可以得到高信噪比和高灵敏度的干涉仪.由于存在不可避免的光学损耗,分析了迈克耳孙干涉仪内部和外部的损耗对相位测量灵敏度的影响.通过理论计算研究了干涉仪的相位测量灵敏度随系统参数的变化关系,得到了高灵敏度的相位测量量子迈克耳孙干涉仪的实现条件,为用于精密测量的干涉仪的设计提供了直接参考.     

Generation of intensity difference squeezed state at a wavelength of 1.34 μm

The intensity difference squeezed state, which means that the fluctuation of the intensity difference between signal and idler beams is less than that of the corresponding shot noise level(SNL), plays an important role in high sensitivity measurement, quantum imaging, and quantum random numbers generation. When an optical parametric oscillator consisting of a type-Ⅱ phase-matching periodically poled KTiOPO_4 crystal operates above the threshold, an intensity difference squeezed state at a telecommunication wavelength can be obtained. The squeezing of 7.7 ± 0.5 dB below the SNL is achieved in an analysis frequency region of 2.4–5.0 MHz.     

一种硬件开销低的电路延时故障检测方法

文章提出一种统一延时测试架构,通过重用在线延时故障检测设计资源实现离线延时检测;首先,提出了一种硬件开销较小的稳定性检测器,对每个关键组合输出的稳定性扰乱因子进行检测;然后通过在稳定性检测器中共享全局误差生成器,可生成各个稳定性检测器的全局误差信号,以表示是否存在延时故障;最后,在扫描链中集成了基于本地扫描的生成器,以支持基于扫描的离线延时检测;仿真实验结果表明,与以前技术相比,文章方法的硬件开销和设计复杂度更低。     

"量子光学及光量子技术"专题前言

<正>量子光学是研究光的量子性质,包括光辐射的产生、相干统计性质、传输、检测,以及光与物质相互作用中的量子效应的一门学科,主要探究光场的各种复杂多变的量子行为及其物理本质,揭示光与原子、分子等相互作用的各种动力学特性以及与光与物质相互作用的基本特征、机理、规律等。21世纪以来,随着激光技术的飞速发展及其应用的拓展,对量子光学及量子物理基本问题的研究进入了一个新的阶段。此外,随着对光子和光场、原子和分子等单个量子客体操控能力的不断提高,光量子技术引领的信息处理新方式在全球范围内蓬勃发展,量子信息技术已成为今后科技产业革命的新技术之一。