基于不完美輔助光子源的量子放大研究.pdf

1、量子力學是物理學三大基本理論之一。量子物理理論的核心就是量子力學，它不但使人們進一步地深入了解了微觀粒子世界，還為現(xiàn)代社會提供了很多具有突破性的創(chuàng)新技術。量子信息是量子力學和經典信息科學交叉融合而成的一個新的領域，相關研究工作包括量子計算機、量子通信等多個方面。由于它具有重大的科學意義和開闊的發(fā)展前景，逐漸成為目前信息研究中的一個重要領域。
　　在量子信息研究中，單光子由于其傳播速度快等特性成為主要信息載體，具有不可替代的作用。在

2、長距離量子通信中，量子糾纏則扮演著重要的角色，是至關重要的資源。然而，量子系統(tǒng)會不可避免地受到環(huán)境噪聲的影響，單光子和糾纏對于環(huán)境的影響又是很敏感的，從而導致了傳輸過程中的光子丟失以及量子退相干等問題。這將會極大地限制長距離量子通信等眾多量子信息技術的實際應用。為了克服這個困難，量子放大的概念被提出，成為保護單光子及糾纏的一種有效的方式。
　　本文中，我們先研究了幾個之前學者提出的的量子放大模型，并拓展到保護單光子多模式W態(tài)。之后

3、，我們提出了幾個更適合實際應用的量子放大方案。這方面的第一個工作是基于不完美輔助單光子源的量子放大研究。我們先提出了在實際情況下用不完美的單光子作為輔助的單光子放大方案，然后再進一步拓展到保護單光子糾纏態(tài)以及單光子W態(tài)。我們的第二個工作是基于不完美的輔助糾纏源的單光子放大研究。這個方案中的單光子同時在極化和空間兩個自由度上編碼了信息，相比于上一個方案，我們不僅能夠提高單光子的保真度，而且能保護在極化上編碼的信息。不完美的輔助源使用的是實