超短激光脉冲操控双量子比特的量子态

用光与物质相互作用的半经典理论研究了超短激光脉冲与构成双量子比特的二体二能级体系的相互作用,对由不同的激发方式引起的独立双路(Independent Double Path-Ways,IDPW)和相干双路径(Coherent Double Path-Ways,CDPW)进行对比.研究结果表明,与单量子比特相比,双量子比特在超短激光脉冲的作用下,表现出更加丰富的相干性.这种相干特性与体系初态、失谐量和激发的路径都有关.同时,可以利用超短激光脉冲对双量子比特的相干激发,通过调节光脉冲面积来实现量子态的操控.     

利用强场多光子电离技术实现对多原子分子离子振动量子态的光学操控

利用飞秒光电子影像技术研究了碘甲烷分子在飞秒强激光场作用下的多光子电离动力学,在实验上实现了运用飞秒强场多光子电离技术对多原子分子离子的振动量子态进行光学操控.提高了飞秒激光的强度,从1.6×1013W/cm2提高到2.5×1013W/cm2.在增大的激光强度范围内,发现了新的能量组分,并对此进行归属.通过采集光电离的光电子影像可以得到强场电离后光电子的动能分布和角度分布两方面的信息,前期的研究主要侧重于讨论光电子动能随光强的变化,重点讨论了光电子角度分布随光强的变化,通过观察光电子角度分布的变化趋势对振动量子态调控机理进一步认识.     

单原子冷却及光学操控的实验进展

文章综述了基于原子冷却与俘获的单原子制备及其光学操控的基本实验原理及实验进展,并介绍了单原子制备及光学操控在量子寄存器、单光子源、原子－光子纠缠等方面的应用,简述了文章作者所在研究小组在单原子制备和光学操控方面的实验进展.     

连续变量二类倍频过程中的量子信息操控

从Ⅱ类匹配倍频过程的半经典运动方程出发,讨论了阈值以下三共振Ⅱ类倍频过程中两个非简并基频光模为振幅压缩光场时产生的谐振倍频光场的量子起伏特性。通过对输入基频光场的振幅压缩调节来实现对倍频光场压缩度的控制。结果表明在这个系统中基频光场的量子起伏直接控制着倍频光场的量子起伏。这种以非线性过程实现的量子信息调控在量子通讯及量子网络中具有重要的意义。     

自组织量子点的量子态光学探测(英文)

半导体量子点主要包括在真空中外延生长的自组织量子点和在溶液中采用化学方法合成的胶体量子点,由于量子限制效应所导致的分立能级结构使得它们通常被称为"人工原子"。和自然原子不同,半导体量子点的能级结构强烈依赖于其尺寸和形状,这样就提供了更为灵活的方法来控制固体材料中的光与材料的相互作用。近年来,许多类原子的量子光学现象(包括量子干涉、Rabi振荡和Mollow荧光)都已经在单个的自组织量子点中揭示出来。与此形成对比的是,上述所有的类原子量子光学特性目前还没有在单个的胶体量子点中观察得到。在本文中,我们将侧重于介绍我们科研组以及我们和别的科研组合作对单个自组织量子点的单量子态在光学探测和相干控制方面完成的一系列工作。对单个的胶体量子点,我们认为量子相干特性的测量和控制将在新近合成的非荧光闪烁或荧光闪烁得到抑制的材料体系中得以实现。     

两个腔模相关量子态的制备

提出一种制备两个腔模的相关量子态的方法。在本方法中,一系列的级联型三能级原子逐个地穿过两个初始时处于真空态的单模腔,然后,对这些原子进行控测。在一定条件下,两个腔模被制备到相关量子态。     

优化抽运空间分布实现连续变量超纠缠的纠缠增强

超纠缠近年来受到人们广泛的关注,其在量子信息和量子通信领域具有非常重要的作用.在Liu等(2014 Phys. Rev. Lett. 113 170501)的工作中,他们利用二类相位匹配的非简并光学参量放大器获得了约1.00 dB的同时具有轨道角动量和自旋角动量纠缠的连续变量超纠缠态.在此基础上,本文通过进一步分析抽运模式与下转换模式间的纠缠关系,优化了抽运空间构造.实验结果表明,相比Liu等利用高斯基模做抽运场,使用优化的抽运模式时轨道角动量纠缠和自旋角动量纠缠的不可分度分别提高了96.2%和96.3%,最终将超纠缠态的纠缠度提高到了(4.00±0.02) dB,为连续变量超纠缠态的进一步应用奠定了基础.     

基于超表面的量子态制备与操控研究进展

单光子和多光子量子态的制备与操控对量子信息技术的发展和应用至关重要.在实现量子器件小型化和集成化的基础上对量子态进行有效制备和操控是目前量子信息技术研究领域的前沿问题.作为一种平面光学人工微结构阵列,超表面能够在亚波长尺度上实现对光场振幅、相位和偏振态等多个维度的有效控制,为微纳光学器件的设计提供了一种全新方式.近期研...     

采用强聚焦光学系统实现原子操控的一种方案

采用光学手段操控原子是研究原子之间纠缠、控制其相互作用的重要途径,也是量子信息研究中的重要课题.本文基于目前的实验系统,提出了利用由三组驻波场组成的强聚焦光学系统产生间距可控的光学晶格,并在此基础上实现多光学偶极阱的一种方案.我们系统地讨论了两驻波场与第三驻波场的夹角和相对位相对光学阱分布的影响,指出在此基础上可以在一定程度上通过微光学阱实现单个原子的操控并实现偶极阱间距的可控调节.该结果对研究光学晶格中的BEC之间的作用、原子干涉以及原子之间偶极一偶极作用等具有重要意义.     

科学家首次实现原子间的量子态隐形传输

：美国和奥地利的物理学家在6月17El出版的英国(自然)杂志上分别报告说，他们首次在没有p任何物理连接的情况下，实现了原子间的量子态隐形传输．这一重大科学突破将为研制量子计算机’奠定基础．     

Morse势阱中的光检波效应

利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法，得到Morse势阱中的光检波系数的解析表达式。并以典型的GaAs/AlGaAs莫尔斯量子阱为例进行数值计算。研究结果表明，较大的光检波系数与系统的非对称性有关，系统的非对称性越大，光检波系数越大。     

A Quantum Protocol for Millionaire Problem with Continuous Variables

In this paper, a protocol for quantum millionaire problem with continuous variables is proposed. In the protocol, two participants can compare the values of their fortune with the assistance of a semi-trusted third party （STTP）. Only EPR states are exploited in our protocol while most other protocols exploited d-dimensional Bell states. Two participants are just required to perform single particle operations, which makes our protocol more efficiently. Our protocol can ensure fairness, correctness, security and high efficiency as well. In our protocol, only the two participants can deduce the results of comparisons, others include STTP will learn no information. Our protocol can resist various kinds of attacks from both the outside eavesdroppers and the inside participants, even the STTP.     

Quantum States Transfer by Analogous Bell States

Transmitting quantum states by channels of analogous Bell states is studied in this paper. We analyze the transmitting process. constructed the probabilitic unitary operator, and gain the largest successful transfer quantum state probability.     

非线性简并光学参量放大系统的量子起伏

解析求解了P表象中考虑抽运吃空后的非线性含时简并光学参量放大系统获得压缩光所满足的福克尔-普朗克（Fokker-Planck）方程,并且计算了它在阈值附近及远离阈值的量子起伏。研究表明：若略去与η成正比的项,则通解很自然地过渡到线性近似解。计及与η成正比的项后,该解与Drummond等在阈值附近的微扰展开理论相比,基本相符。但在远离阈值处,微扰展开理论不适用,而该结果在阈值附近以及远离阈值的整个区域均是适用的。当μ→0压缩很小时,起伏趋近于真空起伏;而μ〉〉1,压缩增大时,趋近1／1＋μ线性理论。     

Application of Bipartite and Tripartite Entangled State Representations in Quantum Teleportation of Continuous Variables

We mostly investigate two schemes. One is to teleport a multi-mode W-type entangled coherent state using a peculiar bipartite entangled state as the quantum channel different from other proposals. Based on our formalism,teleporting multi-mode coherent state or squeezed state is also possible. Another is that the tripartite entangled state is used as the quantum channel of controlled teleportation of an arbitrary and unknown continuous variable in the case of three participators.     

Application of Bipartite and Tripartite Entangled State Representations in Quantum Teleportation of Continuous Variables

We mostly investigate two schemes. One is to teleport a multi-mode W-type entangled coherent state using a peculiar bipartite entangled state as the quantum channel different from other proposals. Based on our formalism,teleporting multi-mode coherent state or squeezed state is also possible. Another is that the tripartite entangled state is used as the quantum channel of controlled teleportation of an arbitrary and unknown continuous variable in the case of three participators.     

Teleportations of Mixed States and Multipartite Quantum States

In this paper, we propose a protocol to deterministically teleport an unknown mixed state of qubit by utilizing a maximally bipartite entangled state of qubits as quantum channel. Ira non-maximally entangled bipartite pure state is employed as quantum channel, the unknown mixed quantum state of qubit can be teleported with 1 -√ 1- C^2 probability, where C is the concurrence of the quantum channel. The protocol can also be generalized to teleport a mixed state of qudit or a multipartite mixed state. More important purpose is that, on the basis of the protocol, the teleportation of an arbitrary multipartite （pure or mixed） quantum state can be decomposed into the teleportation of each subsystem by employing separate entangled states as quantum channels. In the case of deterministic teleportation, Bob only needs to perform unitary transformations on his single particles in order to recover the initial teleported multipartite quantum state.     

束缚纠缠态量子秘密共享的不安全性分析

分析了以Smolin束缚纠缠态作为通道量子态的量子秘密共享方案的安全性.给出了一个简单的来自通信方内部的截获重发攻击策略,这个攻击策略是依赖比对单量子比特测量结果的窃听检测程序所不能检测出来的.结果表明,仅以束缚纠缠Smolin态作为通道量子态的量子秘密共享方案对于来自内部的窃听攻击不是无条件的.     

Quantum Logic Network for Probabilistic Cloning Quantum States

We construct efficient quantum logic network for probabilistic cloning the quantum states used in implemented tasks for which cloning provides some enhancement in performance.