本文關(guān)鍵詞：梯度回聲存儲器中極化聲子的演化及信息操控的研究

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【摘要】：光量子態(tài)的存儲是未來發(fā)展量子網(wǎng)絡(luò)和量子計(jì)算的核心課題之一。隨著量子技術(shù)的發(fā)展,光量子存儲器的研究近年來已經(jīng)初見成效。將光量子態(tài)存儲在原子系綜里的各種方案先后被提出,每種方案各有優(yōu)劣,其中由可控逆轉(zhuǎn)非均勻展寬光子回聲(CRIB)發(fā)展而來的梯度回聲存儲器(Gradient Echo Memory,GEM)是最具潛力的存儲器之一。因?yàn)槠渚哂懈咝?多模存儲能力等優(yōu)點(diǎn),自2006年被提出以來,對于GEM的研究在不斷進(jìn)展,用極化聲子概念研究GEM是一個(gè)新的方向,目前在實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬上已經(jīng)取得了一系列出色的成果。本文就是在此基礎(chǔ)上在理論上進(jìn)一步對GEM極化聲子進(jìn)行研究,并對其存儲過程做一個(gè)優(yōu)化方案。本文先從光和原子系綜相互作用的基本原理出發(fā),推導(dǎo)了CRIB協(xié)議的存儲過程,再對GEM協(xié)議存儲光脈沖的過程做出詳細(xì)分析。我們將二者存儲過程進(jìn)行對比,體現(xiàn)出GEM存儲協(xié)議的優(yōu)越性:不但操作簡單、不需要π脈沖,而且在在無限大光深度下向前讀取回聲脈沖的效率也可達(dá)到100%。而且三能級結(jié)構(gòu)GEM系統(tǒng)在頻率梯度和耦合場的雙向控制下具有的特性能夠讓我們根據(jù)需要對所存儲信息進(jìn)行操控。最后我們?yōu)榱藢O化聲子的演化和信息調(diào)控能力進(jìn)行進(jìn)一步探究,解出了極化聲子演化的微分方程,得到它在空間頻域(k空間)傳播的行波解。從中我們提出了極化聲子守恒這一概念,闡述了極化聲子守恒與存儲損耗之間的關(guān)系。最后我們考慮了退相干效應(yīng),解出帶有退相干參數(shù)的極化聲子微分方程,從它的解發(fā)現(xiàn)了退相干效應(yīng)對存儲失真影響的定量關(guān)系。這讓我們有了依據(jù),從而在理論上對GEM的存儲過程進(jìn)行優(yōu)化,不但使存儲的保真度有所提高,還縮短了翻轉(zhuǎn)梯度頻率與回聲脈沖讀取的時(shí)間間隔,為量子存儲器走向?qū)嶋H應(yīng)用提供了理論幫助。
【關(guān)鍵詞】：光量子態(tài)存儲 梯度回聲存儲器 存儲和操控 極化聲子 行波解 優(yōu)化存儲
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O431.2;TP333
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1 光量子信息存儲10-11
• 2 光子回聲技術(shù):從CRIB到GEM11-12
• 3 本論文主要內(nèi)容和研究意義12-14
• 第二章 量子梯度回聲存儲14-34
• 1 光和原子系綜相互作用14-16
• 1.1 原子系綜頻譜的非均勻展寬14-15
• 1.2 原子與光相互作用方程15-16
• 2 CRIB存儲協(xié)議16-22
• 2.1 頻譜的制備17-19
• 2.2 光脈沖的吸收過程19-20
• 2.3 讀取過程20-22
• 3 二能級結(jié)構(gòu)量子梯度回聲存儲22-30
• 3.1 二能級量子回聲存儲器頻譜結(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 存儲過程23-27
• 3.3 GEM存儲效率27-30
• 4 三能級原子結(jié)構(gòu)的梯度回聲存儲30-34
• 4.1 三能級原子結(jié)構(gòu)30-31
• 4.2 L-GEM系統(tǒng)的演化31-34
• 第三章 梯度回聲存儲在k空間中的演化34-46
• 1 GEM的極化聲子描述34-37
• 1.1 極化聲子34-36
• 1.2 在空間頻域內(nèi)描述GEM存儲36-37
• 2 多脈沖的任意順序讀取37-40
• 3 脈沖的分裂和在脈沖間的相干40-43
• 3.1 脈沖的分裂40-41
• 3.2 脈沖間的相干41-43
• 4 脈沖的壓縮和延伸43-46
• 第四章 GEM對所存儲光脈沖的操控和存儲的優(yōu)化方案46-52
• 1 極化聲子的通解46-48
• 1.1 通解的求解46-47
• 1.2 極化聲子的守恒47-48
• 2 存儲過程的優(yōu)化48-50
• 2.1 退相干對極化聲子演化的影響48-49
• 2.2 存儲過程的優(yōu)化49-50
• 3 小結(jié)50-52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 1 總結(jié)52
• 2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄62

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1131711