光纤腔耦合碳化硅薄膜的理论计算

半导体材料中的自旋色心是量子信息处理的理想载体,引起了人们的广泛兴趣.近几年,研究发现碳化硅材料中的双空位、硅空位等色心具有与金刚石中的氮-空位色心相似的性质,而且其荧光处于更有利于光纤传输的红外波段.然而受限于这类色心的荧光强度和谱线宽度,它们在量子密钥分发和量子网络构建等方面的实际应用依然面临严峻的挑战.利用光学腔耦合自旋色心实现荧光增强和滤波将能有效地解决这些难题.将光纤端面作为腔镜,并与自旋色心耦合可以实现小模式体积的腔耦合,而且天然地避免了需要再次将荧光耦合进光纤而造成损耗的缺点.本文理论计算了耦合碳化硅薄膜的光纤腔的性质和特征.首先通过优化各项参数包括薄膜表面粗糙度、腔镜反射率等,理论分析了存在于光纤腔中的不同模式的特点,以及光纤腔耦合色心的增强效果及相关影响因素.进一步地研究了对开放腔而言最主要的影响因素—振动对腔性质、色心的增强效果以及耦出效率的影响,最终得到在不同振动下的最大增强效果以及对应的耦出透射率.这些结果为今后光纤腔耦合色心的实验设计提供了最直接的理论指导,为实验的发展和优化指明了方向.     

"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。     

量子关联

量子纠缠是量子信息处理过程中的重要资源,也是量子力学与经典力学本质区别的一个重要特征.最近随着量子信息理论的不断发展,人们发现可分态中也可以存在非经典的量子关联,量子纠缠只是量子关联的一部分.而且这种非纠缠的量子关联可能在一些量子信息处理过程中起到重要的作用.文章介绍了量子关联最近所取得的一些研究进展,特别是量子关联在各种消相干环境下的演化规律等.     

Experimental Demonstration of Deterministic Entanglement Transformation

According to Nielsen＇s theorem [Phys. Rev. Lett. 83 （1999） 436] and as a proof of principle, we demonstrate the deterministic transformation from a maximum entangled state to an arbitrary nonmaximum entangled pure state with local operation and classical communication in an optical system. The output states are verified with a quantum tomography process. We further test the violation of Bell-like inequality to demonstrate the quantum nonlocality of the state we generated. Our results may be useful in quantum information processing.     

麦克斯韦妖式量子算法冷却

<正>有效的冷却方法不仅是研究低温下基础物理性质必不可少的手段,还促使了一系列重要实验现象的发现,如超导,玻色爱因斯坦凝聚以及量子霍尔效应等。最近量子信息科学的发展及其展现的优势越来越激发人们的研究热情。要实现量子计算、量子模拟等量子信息过     

光学实验网络课件的设计

实验类教学的网络多媒体课件制作是目前多媒体课件制作中的一个难点，本将介绍光学实验的迈克尔逊干涉仪实验教学的FLASH制作，通过该介绍提出作制作实验类网络教学软件的思路。     

量子信息掩蔽

量子信息掩蔽是量子信息处理中的一个新兴概念,它将量子信息完全转移至各个量子实体的关联之中,从而使单个量子系统不再包含掩蔽前的任何信息。量子信息掩蔽在量子比特承诺、秘密共享等方面都具有重要的应用;然而与量子态的克隆、广播、隐藏等操作类似,人们无法使用一个普适的两体幺正演化来实现量子信息的掩蔽。本文系统地介绍近期量子信息掩蔽方向的一系列研究进展：首先描述了可实现量子信息掩蔽态集合的几何特征,给出掩蔽操作的实现方法,讨论了其在信息论中的含义以及与量子纠错码等概念的联系;然后介绍量子信息掩蔽的实验实现,展现量子信息掩蔽在高维体系等复杂系统中的可行性,并展示其在量子秘密共享和噪声免疫的量子通信等方面的应用。