量子存儲介質中光場的量子噪聲特性研究.pdf

1、光與原子相互作用產生的原子相干效應是進行量子信息存儲的重要途徑。近年來的研究表明，光是進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，所以光不能進行信息存儲。而實物粒子如原子是國際上公認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和實物粒子量子態(tài)之間的傳遞提供了有效的途徑。因此通過光場與原子的相干作用實現(xiàn)光子與實物粒子之間量子態(tài)的傳輸、存儲和提取，將會對發(fā)展量子計算、量子通信具有重

2、要意義。
　　近年來，有許多實驗小組在實驗上驗證了經典弱脈沖光信號在這種條件下的存儲功能，而量子存儲(quantum memory)意味著要實現(xiàn)在散粒噪聲極限或散粒噪聲極限以下的量子態(tài)的存儲特性。由于光場的量子態(tài)如相干態(tài)，正交壓縮態(tài)和光子糾纏對的量子性，當它們作為量子通訊中的重要傳輸光源時，在受到量子力學不確定關系的制約下，其量子通訊的安全性具有經典保密通訊不可比擬的優(yōu)越性，任何竊聽者試圖通過量子測量來竊取信息都會不可避免的使系統(tǒng)

3、的量子態(tài)受到擾動，這也就使竊聽行為暴露，從而有望實現(xiàn)真正的保密通信。因此量子存儲對進一步提高量子通訊的信息存儲容量和保密性具有重要意義，必將推動量子信息科學的進一步發(fā)展。尋求更合理及更完備的量子存儲系統(tǒng)方案將會對量子信息處理、量子保密通訊、量子信息控制以及量子計算等起到極大的推動作用，同時對它的研究又可使人們對量子力學基本問題進行更深入的理解和檢驗，使量子力學對微觀領域的研究更加完善。
　　論文主要對相干光場在原子相干效應介質中進

4、行量子存儲時的噪聲特性進行了實驗研究，并且提出了對于非經典光場實現(xiàn)量子存儲的最佳噪聲抑制的理論解釋。主要內容如下:
　　1.介紹了利用原子相干效應進行光存儲實驗的基礎和關鍵技術，對光場經過EIT介質后的噪聲進行了測量，提出了利用對噪聲的測量驗證量子存儲特性的實驗方案。
　　2.在理論上對振幅壓縮的輸入探針光通過EIT介質后的噪聲譜進行了研究。結果表明，通過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，也有來源于