量子存儲(chǔ)介質(zhì)中光場(chǎng)的量子噪聲特性研究.pdf

1、光與原子相互作用產(chǎn)生的原子相干效應(yīng)是進(jìn)行量子信息存儲(chǔ)的重要途徑。近年來(lái)的研究表明，光是進(jìn)行量子信息傳輸和量子信息處理的有效載體，但是由于其速度快以及光子之間不易耦合，所以光不能進(jìn)行信息存儲(chǔ)。而實(shí)物粒子如原子是國(guó)際上公認(rèn)的理想的量子信息記憶單元，光與原子之間的相干相互作用為量子信息在光場(chǎng)和實(shí)物粒子量子態(tài)之間的傳遞提供了有效的途徑。因此通過(guò)光場(chǎng)與原子的相干作用實(shí)現(xiàn)光子與實(shí)物粒子之間量子態(tài)的傳輸、存儲(chǔ)和提取，將會(huì)對(duì)發(fā)展量子計(jì)算、量子通信具有重

2、要意義。
　　近年來(lái)，有許多實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了經(jīng)典弱脈沖光信號(hào)在這種條件下的存儲(chǔ)功能，而量子存儲(chǔ)(quantum memory)意味著要實(shí)現(xiàn)在散粒噪聲極限或散粒噪聲極限以下的量子態(tài)的存儲(chǔ)特性。由于光場(chǎng)的量子態(tài)如相干態(tài)，正交壓縮態(tài)和光子糾纏對(duì)的量子性，當(dāng)它們作為量子通訊中的重要傳輸光源時(shí)，在受到量子力學(xué)不確定關(guān)系的制約下，其量子通訊的安全性具有經(jīng)典保密通訊不可比擬的優(yōu)越性，任何竊聽(tīng)者試圖通過(guò)量子測(cè)量來(lái)竊取信息都會(huì)不可避免的使系統(tǒng)

3、的量子態(tài)受到擾動(dòng)，這也就使竊聽(tīng)行為暴露，從而有望實(shí)現(xiàn)真正的保密通信。因此量子存儲(chǔ)對(duì)進(jìn)一步提高量子通訊的信息存儲(chǔ)容量和保密性具有重要意義，必將推動(dòng)量子信息科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。尋求更合理及更完備的量子存儲(chǔ)系統(tǒng)方案將會(huì)對(duì)量子信息處理、量子保密通訊、量子信息控制以及量子計(jì)算等起到極大的推動(dòng)作用，同時(shí)對(duì)它的研究又可使人們對(duì)量子力學(xué)基本問(wèn)題進(jìn)行更深入的理解和檢驗(yàn)，使量子力學(xué)對(duì)微觀領(lǐng)域的研究更加完善。
　　論文主要對(duì)相干光場(chǎng)在原子相干效應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)

4、行量子存儲(chǔ)時(shí)的噪聲特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并且提出了對(duì)于非經(jīng)典光場(chǎng)實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)的最佳噪聲抑制的理論解釋。主要內(nèi)容如下:
　　1.介紹了利用原子相干效應(yīng)進(jìn)行光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)光場(chǎng)經(jīng)過(guò)EIT介質(zhì)后的噪聲進(jìn)行了測(cè)量，提出了利用對(duì)噪聲的測(cè)量驗(yàn)證量子存儲(chǔ)特性的實(shí)驗(yàn)方案。
　　2.在理論上對(duì)振幅壓縮的輸入探針光通過(guò)EIT介質(zhì)后的噪聲譜進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，通過(guò)EIT后被延遲的壓縮光振幅噪聲譜不僅決定于輸入光的振幅噪聲，也有來(lái)源于