量子光学与量子信息教学示范实验室

量子密码、多光子纠缠等量子信息技术是近年最活跃的前沿科研热点领域,在欧、美等国,相关实验已经引入到普通大学物理教学实验课堂中．我国部分高校如清华、复旦、上海交大、中科大等,也拟率先在近代物理实验模块中开展“量子光学与量子信息系列实验”．     

量子光学与量子信息教学示范实验室

量子密码、多光子纠缠等量子信息技术是近年最活跃的前沿科研热点领域,在欧、美等国,相关实验已经引入到普通大学物理教学实验课堂中.我国部分高校如清华、复旦、上海交大、中科大等,也拟率先     

量子光学与量子信息教学示范实验室

量子密码、多光子纠缠等量子信息技术是近年最活跃的前沿科研热点领域,在欧、美等国,相关实验已经引入到普通大学物理教学实验课堂中．我国部分高校如清华、复旦、上海交大、中科大等,也拟率先在近代物理实验模块中开展“量子光学与量子信息系列实验”．     

单个量子体系的测量与操控

2012年诺贝尔物理学奖已颁发给Serge Haroche和David J.Wineland,表彰他们"开拓了测量与操控单个量子体系的实验方法".本文从近代量子物理发展史的角度介绍他们二人工作的意义.     

地方高校省级物理示范实验室建设的探索与实践

提出了示范实验室建设的思路与目标,阐述分层次模块化的实验教学体系,介绍了多样化的实验教学手段。经过3年的探索与实践,示范实验室建设成效显著、特色明显,取得了较为显著的成绩,有一定示范性和辐射作用。     

量子信息与计算

量子信息与计算是物理学目前研究的热门领域 .本文简要地介绍量子计算的一些基本概念 :量子纠缠、量子位、量子寄存器、量子并行计算和量子纠错 .并介绍两种典型的量子信息技术 :量子密码和量子传物 .     

中瑞合作实现更安全的量子密码系统

日前,由中国科技大学中科院量子信息重点实验室与瑞典皇家理工学院微电子与应用物理系量子电子与量子光学小组共同组建的联合课题组,在世界上首次完成了采用标记单光子源的诱骗态量子密码实验,将量子密码技术的实际安全性进一步提高。该成果已发表在最新一期的《物理评论快报》上。     

中国科学院物理研究所固态量子信息与计算实验室

以场效应晶体管为代表的传统电子技术已经把人类社会带入了信息时代。但是,随着全球信息化的不断发展,传统信息技术在运算能力、存储量和安全性等多个方面固有的发展瓶颈正逐步显现出来。     

超构表面在量子光学中的研究与应用

超构表面是利用二维平面微纳结构调控光场的光学元件。近年来,超构表面在量子光学中的研究和应用受到越来越广泛的关注。超构表面能够实现量子器件的小型化和集成化,提高量子光源的发光效率和光源质量。结合量子光学和超构表面两个领域,介绍了量子等离激元、运用超构表面优化量子光源、运用超构表面测量和操纵量子态、量子光学的应用,以及量子发光体的量子真空调控这5个方面的最新研究进展,最后进行总结和展望。     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法,研究隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度,通过计算机模拟出量子点分子、光场和系统的保真度随时间的演化图像,分析了压缩系数和失谐量对量子信息保真度的影响.结果表明：改变初始光场的压缩系数和失谐量能调节相互作用系统的量子信息保真度.     

法拉第镜不完善对连续变量量子密钥分发系统的影响（英文）

采用连续变量量子密钥分发的纠缠模型,在反向协商情况下,研究法拉第镜不完善对系统安全密钥速率的影响.结果表明,不完善的法拉第镜会降低系统实际的密钥速率,并且降低安全通信距离,且随着法拉第镜失偏角度的增大而增大.此外,使用大的调制方差,可以降低法拉第镜不完善对系统的影响.     

量子信息讲座续讲 第二讲 量子信息安全系统

详细介绍了量子密码的相关内容,包括量子密码理论基础、量子保密系统、量子认证系统、量子密码与其他学科的关系以及量子密码的应用与展望,并追踪了量子信息安全系统的最新研究进展.     

基于量子行走的电子支付协议

目前,量子行走已广泛应用于量子计算和量子模拟中,并可应用于量子隐形传态中。提出了一种基于量子行走的电子支付协议。在协议中,买家基于可信第三方平台,将部分购物信息通过量子行走传送给银行和商家,完成一次网络购物。此协议将量子行走与电子支付相结合,使参与方仅需制备单光子便可以得到所需的纠缠资源,便于量子态的制备和实现。同时,协议不仅满足购物清单对银行保密,还实现了购买者的部分私人信息对商家保密,提高了隐私保护能力。最后的安全性分析表明,该协议可以抵御内部和外部攻击,对于当前技术是安全可行的。     

热库诱导的两比特量子纠缠与量子关联

对比研究了处于热库中的两量子比特的量子纠缠和量子关联随时间的演化。数值模拟的结果表明,尽管热库几乎总能诱导两量子比特的量子纠缠与量子关联,但二者的动力学演化并不完全相同。在与热库的相互作用中,两比特初始形成量子纠缠,随后纠缠逐渐消失,两比特形成纠缠以外的量子关联并得到维持。由此看出,相比于量子纠缠,量子关联对消相干的影响表现得更为稳健。     

纠缠态原子与相干光场作用的量子信息保真度

研究了初始处于纠缠态的双原子与相干光场的相互作用。结果表明,不同的失谐量和初始平均光子数使得系统、原子和光场的量子信息保真度发生改变。     

具有三体相互作用自旋链的量子相干与量子纠缠

本文研究了具有两种三体相互作用的海森堡XXZ自旋链的量子相干与量子纠缠的特性。研究发现,量子相干性不会出现突然死亡现象且非零量子相干性存在的温度范围大于量子纠缠存在的温度范围,说明量子相干性相对于量子纠缠,具有更强的鲁棒性。在量子临界环境中,量子相干性可以表征本模型的量子相变现象。在铁磁情形中,无论外磁场是否为0,单独调控XZX+YZY三体相互作用对于减缓量子相干性的衰减速率与增大量子相干性存在的温度范围效果最好。在反铁磁情形中,外磁场为0时,XZX+YZY与XZY-YZX两种三体相互作用的协同作用可以显著增加量子相干性的最大值,并明显减缓其衰减速率。在铁磁情形与反铁磁情形中都发现当外磁场B <0时,量子相干性存在的温度范围更大,更有利于保存量子相干性。     

安全传送明文的量子直传实验方案设计

乒乓直传协议是一种新颖的量子直传通信协议。基于量子纠缠特性,乒乓协议允许绝对安全地进行明文直接通信和渐进地进行密钥安全分发。是一种绝对安全的即时通信协议。该量子直传协议将来有望成为安全稳定的光量子通信的主流方式。然而,目前还没有该协议的物理实现方案。分析了乒乓直传协议的工作原理．给出了该协议的流程图,进而分析了协议的物理实现机制,结合纠缠光子源、自由空间单光子路由控制和单光子检测技术,提出了在自由空间中实现乒乓直传协议的实验技术方案,并设计出了乒乓直传协议的实验装置。此实验技术方案为从实验角度进一步研究乒乓协议,以及未来此协议的商业化应用提供了参考。     

基于四粒子cluster态的四方半量子密钥协商协议

为了满足多用户安全通信的需求,利用四粒子cluster态的纠缠特性和测量-重发操作提出一个四方半量子密钥协商协议。该协议能够使一个全量子方和三个半量子方在无可信第三方协助的情况下进行密钥协商,并公平地建立共享密钥。由于该协议的半量子方仅需执行简单量子态制备、测量和反射操作,因此该协议降低了对参与者能力和设备的要求。研究结果表明,该协议在有效地抵御参与者攻击和所有外部攻击的同时具备良好的性能。     

大学本科量子密钥分发实验课程探索

量子信息技术因其卓越的特性而受到高度重视,被认为是未来信息技术发展的必然趋势,而具备量子物理背景的专业人才培养就显得极为重要.但是,由于量子信息技术具有抽象性、交叉性、前沿性和复杂性等特点,针对本科生开展相关实验教学具有一定挑战.中山大学从2018年开始在该方面进行了初步探索,针对高年级本科生开设了量子密钥分发等实验课程.本文基于笔者的教学工作,对量子密钥分发实验课程进行了介绍,探讨了其中的难点以及解决方案,希望通过本文探讨,能够对量子信息技术的教学工作有一定帮助.     

表面等离激元量子信息应用研究进展

近年来表面等离激元得到了越来越多的关注和研究,得益于其能把电磁场束缚在金属-介质界面附近的亚波长尺度范围内.本文回顾了近年来表面等离激元在量子信息领域中的理论和实验研究,包括表面等离激元的基本量子性质、表面等离激元量子回路、在量子尺度下与物质的相互作用及其潜在应用.量子表面等离激元开辟了对表面等离激元基本物理性质研究的新方向,可以应用于高度集成化的量子集成光学回路,同时也可以用来增强光与量子发光体的相互作用.