連續(xù)變量糾纏增強(qiáng)與操控及可調(diào)諧糾纏態(tài)光場(chǎng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、具有正交振幅和正交位相分量量子關(guān)聯(lián)的糾纏態(tài)光場(chǎng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于量子離物傳態(tài)，量子密集編碼，量子糾纏交換等連續(xù)變量量子信息中。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信息傳遞和遠(yuǎn)距離的量子通信，必須首先獲得具有高關(guān)聯(lián)度的糾纏態(tài)光場(chǎng)，同時(shí)也希望能按不同的應(yīng)用要求操控光場(chǎng)的糾纏特性。但是受到晶體，內(nèi)腔損耗等實(shí)驗(yàn)因素的制約，僅僅利用一個(gè)光學(xué)參量放大器所產(chǎn)生的糾纏態(tài)光場(chǎng)難以滿足實(shí)際需求，這就迫使我們開(kāi)展糾纏態(tài)光場(chǎng)的糾纏增強(qiáng)與糾纏操控方面的研究。另一方面為了實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)的量

2、子信息網(wǎng)絡(luò)，需要完成糾纏態(tài)光場(chǎng)與原子的相互作用，這樣就必須將糾纏光束調(diào)諧到與原子躍遷能級(jí)共振。于是，實(shí)現(xiàn)頻率可調(diào)諧的糾纏態(tài)光場(chǎng)應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急。在光學(xué)參量過(guò)程中，注入光的噪聲對(duì)于輸出的糾纏態(tài)光場(chǎng)有很大影響，所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該盡量注入純的相干態(tài)光場(chǎng)以避免對(duì)糾纏產(chǎn)生的影響。為此，我們分別研究了連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)的糾纏增強(qiáng)與糾纏操控，頻率可調(diào)諧糾纏態(tài)光場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)制備，并分析了光學(xué)參量放大器注入種子光的額外噪聲對(duì)所產(chǎn)生光場(chǎng)糾纏度的影響。
　

3、　主要內(nèi)容如下:
　　1.從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了用一個(gè)非簡(jiǎn)并光學(xué)參量放大器對(duì)連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)的糾纏增強(qiáng)及操控。實(shí)驗(yàn)證明運(yùn)轉(zhuǎn)于反放大狀態(tài)的光學(xué)參量放大器對(duì)振幅反關(guān)聯(lián)和位相正關(guān)聯(lián)的糾纏光束的糾纏度有增強(qiáng)作用，我們將糾纏態(tài)光場(chǎng)的糾纏度由初始的2.4dB提高至3.0dB;而運(yùn)轉(zhuǎn)于放大狀態(tài)的光學(xué)參量放大器會(huì)使振幅反關(guān)聯(lián)和位相正關(guān)聯(lián)的糾纏光束變?yōu)檎穹P(guān)聯(lián)和位相反關(guān)聯(lián)的糾纏光，使其糾纏特性發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)了糾纏的光學(xué)操控。
　　2.分析了運(yùn)轉(zhuǎn)于

4、閾值以上的光學(xué)參量振蕩腔產(chǎn)生的孿生光束的糾纏特性，并通過(guò)改變腔內(nèi)非線性晶體的溫度，得到了頻率可調(diào)諧的糾纏態(tài)光場(chǎng)，調(diào)諧范圍為2.25nm，在此范圍內(nèi)強(qiáng)度差與位相和噪聲分別低于散粒噪聲基準(zhǔn)3.2dB，1.5dB。
　　3.從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了注入種子光上的額外經(jīng)典噪聲對(duì)光學(xué)參量放大器輸出光場(chǎng)糾纏度的影響，證明任何額外經(jīng)典噪聲的存在都將降低輸出場(chǎng)的量子糾纏度。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合很好。
　　有所創(chuàng)新的工作:
　　A.從