利用交叉克尔效应制备六光子纠缠态

利用弱非线性的交叉克尔介质和对强相干探测场的动量积分零拍探测,呈现了一个关于制备六光子最大纠缠态的方案,如实现制备Dicke态和W态.在本方案中,只要相干探测光场的强度足够大时,对交叉克尔介质的非线性强度要求可以较弱,因而当前实验技术条件上均能满足本方案的要求.考虑到目前实验上实现单光子很是相对困难的,在信号模上仅用弱的相干光替代单光子源,从而进一步增强了本方案的实验可行性.     

利用交叉克尔非线性产生四光子偏振态簇态

提出了一种基于交叉克尔非线性效应产生四光子偏振态簇态的方案,与其他产生四光子簇态的方案比较,该方案引入宇称门的思想和用到基于零差探测的非破坏测量方法,使得该方案在实验上更易于操作及实现.     

基于交叉克尔非线性的超纠缠纯化

量子信息处理中许多任务都要求量子通道必须是最大纠缠态,但最大纠缠态不可避免地要受到环境噪声等因素的影响,变成部分纠缠态或混合态,因此纠缠纯化至关重要。早期人们基于交叉克尔非线性主要针对单个自由度进行纯化,或者用超纠缠的一个自由度去纯化另一个自由度,很少有方案涉及到超纠缠纯化。提出了一种基于交叉克尔非线性的超纠缠纯化方案,几乎确定性地实现了空间自由度和偏振自由度两个自由度的纯化。该方案只需要线性光学元件、弱的克尔非线性、强的相干光场和零差探测。     

利用交叉克尔非线性效应实现纠缠转移

提出了一种基于交叉克尔非线性效应的纠缠态转移方案.利用该方案可以将离散变量光场态之间的纠缠关系转移到连续变量光场态(相干态)上.通过适当设置初始相干态的振幅,该方案可以使转移后的纠缠相干态处于最大纠缠态. 关键词： 交叉克尔效应 纠缠转移 纠缠相干态     

利用交叉克尔非线性效应实现纠缠转移

提出了一种基于交叉克尔非线性效应的纠缠态转移方案.利用该方案可以将离散变量光场态之间的纠缠关系转移到连续变量光场态(相干态)上.通过适当设置初始相干态的振幅，该方案可以使转移后的纠缠相干态处于最大纠缠态.     

基于交叉相位调制制备四光子偏振纠缠态及其在隐形传态上的运用

利用克尔介质、偏振分束器、半波片和对强相干探测场的零拍探测,呈现了一个关于制备四光子偏振Diche态、GHZ态和W态的方案,当前量子光学实验技术条件均能有效满足该方案的要求.强的探测模相继和多个信号模光子相互作用,每次对于探测模而言,都会产生一个相位旋转.接下来,对探测模利用零拍探测,信号模可以投影得到想要的光子偏振纠缠态.此外,为了展现所制备的纠缠态作为重要的量子信息资源的价值,基于交叉相位调制进一步提出了一个隐形传送三光子偏振纠缠态的实验方案.     

基于交叉相位调制制备四光子偏振纠缠态及其在隐形传态上的运用

利用克尔介质、偏振分束器、半波片和对强相干探测场的零拍探测,呈现了一个关于制备四光子偏振Diche态、GHZ态和W态的方案,当前量子光学实验技术条件均能有效满足该方案的要求.强的探测模相继和多个信号模光子相互作用,每次对于探测模而言,都会产生一个相位旋转.接下来,对探测模利用零拍探测,信号模可以投影得到想要的光子偏振纠缠态.此外,为了展现所制备的纠缠态作为重要的量子信息资源的价值,基于交叉相位调制进一步提出了一个隐形传送三光子偏振纠缠态的实验方案.     

六光子超纠缠态制备方案

自发参量下转换对应于一种非线性光学过程, 实验上作为一种标准方法, 人们利用自发参量下转换源产生纠缠光子对. 本文考虑由自发参量下转换源产生三对纠缠光子的情况. 通过使用由几组偏振光 束分束器、分束器和半波片等线性光学器件组成的量子线路演化三对光子, 给出了一个高效制备 包含偏振纠缠和空间纠缠的六光子超纠缠态方案. 因为方案中包含了参量下转换源产生三对纠缠光子 的所有可能情况, 所以本方案有很高的效率. 基于弱非线性介质构建了一个量子非破坏性测量装置, 用于区分光子在两指定的空间模中的两种分布情况. 特别地, 方案中可以通过合理约束在量子非破坏性测量过程中引入的非线性强度来达到实际实验所限定的数量级, 因此, 该方案易于在实验上实现.     

利用弱交叉科尔效应实现多光子任意高维空间纠缠态的确定性制备

提出两种实现多光子高维空间纠缠态的制备方案.首先给出一种基于后验选择技术的实现方案,此方案以一定的概率实现.然后以基于弱交叉科尔效应的控制路径(C-path)门为基础,给出任意双光子任意维度的空间纠缠态的制备方案,并将此方案推广到任意多光子任意维度的空间纠缠态的制备.这一制备方案的最大优点在于可以确定性的得到纠缠态,并且不需要复杂的后验选择技术,可以很方便的应用于量子信息过程,同时该方案在目前的实验条件下是可行的.     

Efficient scheme for the preparation of symmetric Dicke states via cross-Kerr nonlinearity

A scheme is proposed for generating maximally entangled Dicke states among four modes. The scheme only uses Kerr medium and homodyne measurements on coherent light fields, which can be efficiently made in quantum optical laboratories. The scheme can be generalized to produce maximally entangled 2k-qubit states.     

Robust scheme for the preparation of symmetric Dicke states with coherence state via cross-Kerr nonlinearity

A scheme is proposed for generating multiphoton maximally entangled states among four modes. These schemes only use Kerr medium and polarization beam splitters and P homodyne measurements on coherent light fields, which can be efficiently implemented in quantum optical laboratories. It's comparatively easy to realize symmetric Dicke state of light fields in the scheme. The scheme can be generalized to produce N-qubit maximally entangled states.     

Highly efficient scheme for the preparation of four-photon polarization entangled state via quantum non-demolition measurement with classical feed-forward

A simple and efficient scheme is proposed to prepare a four-photon entangled state, which can be used as a resource for realizing a controlled-NOT (CNOT) gate pointed out by Gottesman and Chuang [Nature 402 (1999) 390], with the help of the cross-Kerr nonlinearity. The distinct feature of the present scheme is its preparation with near unity success probability and near perfect fidelity. It is not necessary in the present scheme that the cross-Kerr nonlinearity is very large because the weak nonlinearity can be compensated by using a coherent light laser probe beam with very large amplitude. This makes us more confident in the feasibility of the proposed scheme.     

Complete Analysis of Four-Photon χ-Type Entangled State via Cross-Kerr Nonlinearity

We propose an efficient method to construct an optical four-photon |χ> state analyzer via the cross-Kerr nonlinearity combined with linear optical elements. In this protocol, two four-qubit parity-check gates and two controlled phase gates are employed. We show that all the 16 orthogonal four-qubit |χ> states can be completely discriminated with our apparatus. The scheme is feasible and realizable with current technology. It may have useful potential applications in quantum information processing which based on |χ> state.     

通过Raman相互作用隐形传送未知多原子纠缠态

基于多粒子纠缠态在证明量子非定域性和量子信息处理方面的重要应用,提出一种方案隐形传送未知原子纠缠态.方案基于Λ型三能级原子与单模腔场的简并Raman相互作用.首先让n个原子相继通过一个相干腔场来制备量子通道.然后发送者让携带未知纠缠态的另n个原子相继通过相干腔场并通过对原子与腔场的探测作联合测量.当｜α｜1时,可以用探测正交态的方法探测腔场.最后接收者根据由经典通道得到的联合测量结果重构初始态.方案的特点是用一个相干态与多个原子的纠缠态作为量子通道,简单易行.该方案有望在证明量子非定域性和量子信息过程中有重要的应用价值.     

Generation of Four-Photon Cluster State with Coherent Light via Cross-Kerr Nonlinearity

We propose two schemes for preparing four-photon cluster state through cross-Kerr nonlinearity. Two coherent fields interact when they enter a nonlinear Kerr medium. If the interaction time is chosen appropriately in each Kerr medium, four-photon cluster state can be generated based on the results of two homodyne detectors in the first scheme. These schemes only use Kerr medium and homodyne measurements on coherent light fields, which can be effciently made in quantum optical laboratories. In addition, weak cross-Kerr nonlinearity is sufficient. All of the properties make these schemes feasible in experiments.