本文關(guān)鍵詞：光子回聲技術(shù)在量子中繼器中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于具有通信容量大、傳輸速度快和絕對安全性等優(yōu)點,量子通信為通信系統(tǒng)提供了更安全的傳輸方式和更廣泛的應(yīng)用范圍。為了實現(xiàn)遠距離的量子通信,并解決量子信息傳輸過程中量子特性消退的問題,人們提出了量子中繼器的概念,它主要依靠光量子存儲器和量子糾纏來工作,而光子回聲技術(shù)由于其在固態(tài)材料中的高效存儲和多模存儲的優(yōu)勢既可以應(yīng)用于存儲器中,也可以建立糾纏并進行糾纏交換。本文從光與原子相互作用的基本原理出發(fā),用全量子理論建立起麥克斯韋—布洛赫方程,理論分析了光子回聲技術(shù)在量子中繼器中的應(yīng)用。為了實現(xiàn)基于光子回聲技術(shù)的幾種主要存儲方案的準備條件,第二章我們分別介紹了實驗中常使用的稀土離子摻雜固態(tài)材料、非均勻展寬、光與物質(zhì)的相互作用以及光譜燒孔技術(shù)。本文研究的主要內(nèi)容可概括如下:(1)首先介紹目前已實現(xiàn)的基于光子回聲技術(shù)的幾種主要存儲方案:可控逆非均勻展寬(CRIB),原子頻率梳(AFC),梯度光子回聲(GEM)和混合光子回聲(HYPER)。其中CRIB、AFC和GEM方案都需要對存儲介質(zhì)進行光譜燒孔以獲得非均勻展寬線,這在實際操作中存在著很大的困難,同時浪費了部分有效光深度,限制了存儲材料的選擇范圍。為了避免使用燒孔技術(shù),HYPER方案被提出。這幾個存儲方案除了準備條件不同外,存儲效率也不盡相同。本文詳細討論了各方案存儲過程的演化方程并計算出各方案的存儲效率。(2)其次,我們將光子回聲技術(shù)用于三體光量子態(tài)糾纏的建立。2010年P(guān).M.Ledingham等人在經(jīng)典雙脈沖光子回聲的基礎(chǔ)上,提出在間隔相等的時間內(nèi)對存儲介質(zhì)施加兩次?脈沖,可以獲得時間分離的放大自發(fā)輻射(ASE)場、相位重構(gòu)放大自發(fā)輻射(RASE)場與原子系綜之間的糾纏。我們的工作是在此基礎(chǔ)上繼續(xù)對存儲介質(zhì)施加一個重相位?脈沖,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)輻射出的三束光子流之間存在著非經(jīng)典關(guān)聯(lián),通過理論計算得出結(jié)論:三個輻射光場之間存在著線性糾纏關(guān)系。(3)最后,以影響力頗為廣泛的DLCZ量子中繼協(xié)議為例,在分析其缺點不足的基礎(chǔ)上利用光子回聲技術(shù)所制備的三體糾纏對該協(xié)議提出改進方案。
【關(guān)鍵詞】：量子中繼器 光子回聲技術(shù) 光量子態(tài)存儲方案 量子糾纏
【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】：2016
【分類號】：O413;TP333
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-11
• 1 量子通信概述9-10
• 2 量子中繼技術(shù)簡介10-11
• 第二章 光量子態(tài)固態(tài)存儲的物理原理11-17
• 1 存儲介質(zhì)——稀土離子摻雜晶體的基本性質(zhì)11-12
• 2 光譜燒孔12-13
• 3 光和二能級原子系綜的相互作用13-15
• 4 布洛赫球體表示15-17
• 第三章 基于光子回聲技術(shù)的光量子態(tài)存儲方案17-33
• 1 光量子態(tài)存儲的標準與要求17-18
• 2 CRIB存儲方案18-22
• 2.1 吸收過程19-20
• 2.2 向后讀取過程20-22
• 2.3 向前讀取過程22
• 3 AFC存儲方案22-24
• 4 GEM存儲方案24-28
• 4.1 存取過程24-27
• 4.2 GEM存儲效率27-28
• 5 HYPER存儲方案28-33
• 第四章 相位重構(gòu)放大自發(fā)輻射33-39
• 1 雙脈沖光子回聲34
• 2 放大自發(fā)輻射（ASE）的產(chǎn)生34-37
• 3 相位重構(gòu)放大自發(fā)輻射RASE37-38
• 4 三脈沖序列的放大自發(fā)輻射38-39
• 第五章 基于光子回聲技術(shù)的量子中繼器協(xié)議39-49
• 1 DLCZ協(xié)議概述39-42
• 1.1 基于單光子測量的糾纏產(chǎn)生39-40
• 1.2 基于單光子測量的糾纏交換40-42
• 2 相位重構(gòu)放大自發(fā)輻射對DLCZ協(xié)議的改進42-46
• 3 三脈沖序列的放大自發(fā)輻射對DLCZ協(xié)議的改進46-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 1 總結(jié)49-50
• 2 展望50-51
• 參考文獻51-55
• 致謝55-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文56

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  本文關(guān)鍵詞：光子回聲技術(shù)在量子中繼器中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：427036