量子存儲器作為構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)的核心器件,近十幾年來發(fā)展迅速。在量子計算中,它可用作不同信息處理過程間的同步裝置。在量子通信中,可結(jié)合糾纏交換技術(shù)實現(xiàn)量子中繼,使遠距離量子通信成為可能。其中固態(tài)量子存儲器具有存儲壽命長,帶寬大,保真度高,多模式存儲能力強等優(yōu)點,是最有希望實現(xiàn)量子中繼的量子存儲系統(tǒng)之一。除此之外,作為光與物質(zhì)的相互作用系統(tǒng),量子存儲器及其對應(yīng)量子光源還可進行有關(guān)基本量子物理問題的研究,如光子反常軌跡的觀測和宏觀實在性的檢驗等。本人博士期間主要進行基于摻Nd晶體的寬帶固態(tài)量子存儲器的研究,包括一些其在量子通信以及量子基本問題檢驗方面的應(yīng)用。本文所取得的主要研究成果如下:1.對143Nd:YVO4晶體的光譜及存儲性質(zhì)的應(yīng)用研究。基于Nd-143的稀土摻雜晶體由于其內(nèi)部存在的核自旋能級,使其有望在未來實現(xiàn)長壽命量子存儲。我們首次在同位素提純143Nd:YV04晶體中實現(xiàn)了初步的光譜學(xué)研究,并進一步實現(xiàn)了原子頻率梳的制備和二能級原子頻率梳存儲。這些研究為下一步光子在該體系中進入核自旋能級實現(xiàn)自旋波量子存儲提供可行性。2.提出基于中等壽命量子存儲器的半分層型量子中繼理論方案。大尺度量... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
第二章 固態(tài)量子存儲器
    2.1 量子存儲器簡介
        2.1.1 存儲器指標
        2.1.2 存儲介質(zhì)
    2.2 稀土摻雜晶體
    2.3 原子頻率梳方案
    2.4 小結(jié)
第三章 與存儲器帶寬匹配的量子光源
    3.1 單光子水平弱相干光光源
    3.2 窄帶參量光光源
        3.2.1 窄帶參量光光子對
        3.2.2 窄帶高維度糾纏光源
        3.2.3 窄帶高亮度偏振糾纏光源
    3.3 量子點確定性單光子源
    3.4 小結(jié)
第四章 ~(143)Nd:YVO_4晶體的光譜及存儲性質(zhì)的應(yīng)用研究
    4.1 稀土離子光譜
    4.2 光譜性質(zhì)測試
    4.3 存儲性質(zhì)測試
    4.4 小結(jié)
第五章 半分層型量子中繼方案
    5.1 量子中繼的基本原理
    5.2 半分層量子中繼理論方案
    5.3 各方案理論模擬性能比較
    5.4 實際應(yīng)用分析
    5.5 小結(jié)
第六章 實驗觀察單光子的反常歷史軌跡
    6.1 光子軌跡的一種操作性定義
    6.2 詳細實驗裝置
    6.3 實驗結(jié)果與分析
    6.4 小結(jié)
第七章 在量子存儲器中進行宏觀實在性的檢驗
    7.1 宏觀實在性與Legget-Garg不等式
    7.2 基于無干擾條件的檢驗方案
    7.3 實驗裝置及實驗結(jié)果
    7.4 小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Quantum light storage in rare-earth-ion-doped solids[J]. 華怡林,周宗權(quán),李傳鋒,郭光燦.  Chinese Physics B. 2018(02)
[2]An Ideal Experiment to Determine the ’Past of a Particle’ in the Nested Mach-Zehnder Interferometer[J]. 李福,Hashmi F.A.,張俊香,朱詩堯.  Chinese Physics Letters. 2015 (05)

博士論文
[1]窄帶量子光源的固態(tài)量子存儲[D]. 華怡林.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[2]固態(tài)量子存儲[D]. 周宗權(quán).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號：3691776