【摘要】：連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)是量子信息研究的重要基礎(chǔ)資源之一。為了提高量子信息處理的效率和質(zhì)量,研究者們對(duì)連續(xù)變量量子糾纏的糾纏程度提出了更高的要求。實(shí)驗(yàn)上通常使用非簡(jiǎn)并光學(xué)參量振蕩器(NOPO)制備具有正交振幅和正交位相關(guān)聯(lián)的連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)。一般情況下,NOPO是對(duì)注入泵浦場(chǎng)、信號(hào)場(chǎng)(閑置場(chǎng))的相干態(tài)噪聲進(jìn)行非線性操作的,但是未見關(guān)于NOPO對(duì)其它量子態(tài)噪聲(位相壓縮態(tài)、EPR態(tài))操控的報(bào)道。我們期望通過分析不同注入泵浦場(chǎng)量子噪聲、注入信號(hào)場(chǎng)和閑置場(chǎng)量子噪聲對(duì)NOPO輸出場(chǎng)糾纏特性的影響,找出提高NOPO輸出場(chǎng)糾纏性能的途徑。本文主要工作包括:(1)通過數(shù)值計(jì)算詳細(xì)分析了利用NOPO制備連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在假設(shè)泵浦場(chǎng)為相干態(tài)以及注入信號(hào)(閑置)場(chǎng)為真空態(tài)的情況下,我們首先分析了腔失諧量對(duì)NOPO輸出場(chǎng)糾纏特性的影響,結(jié)果表明腔失諧量越小,輸出場(chǎng)的糾纏特性越好,并在腔諧振時(shí)輸出場(chǎng)的糾纏特性達(dá)到最佳。然后,我們分析了在腔諧振時(shí)泵浦參量和透射系數(shù)對(duì)輸出場(chǎng)糾纏特性的影響,發(fā)現(xiàn)選取盡量小的泵浦場(chǎng)透射系數(shù)和泵浦參量以及盡量大的信號(hào)(閑置)場(chǎng)透射系數(shù),可以進(jìn)一步減小NOPO注入場(chǎng)的噪聲對(duì)輸出場(chǎng)糾纏特性的影響,從而提高輸出場(chǎng)的糾纏特性。(2)在對(duì)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,我們研究了不同注入場(chǎng)量子噪聲對(duì)輸出場(chǎng)糾纏特性的影響。結(jié)果表明選取位相壓縮的泵浦場(chǎng)、處于雙模壓縮態(tài)的信號(hào)場(chǎng)和閑置場(chǎng)作為注入信號(hào),可以進(jìn)一步提高NOPO輸出光場(chǎng)的糾纏特性,而且位相壓縮態(tài)和雙模壓縮態(tài)的壓縮系數(shù)越高,輸出場(chǎng)的糾纏特性越好。我們?cè)谏鲜隼碚摲治鲋兴x取的參數(shù)是以以往的實(shí)驗(yàn)為依據(jù),所得結(jié)果可以直接應(yīng)用于NOPO制備連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)。
【圖文】：

連續(xù)變量量子糾纏態(tài)的方案。在此基礎(chǔ)上，許多研究組也相續(xù)變量量子糾纏特性增強(qiáng)和多組分糾纏態(tài)的制備相關(guān)的 年，張靖研究組研究了用不同的量子場(chǎng)做注入場(chǎng)，非簡(jiǎn)并器(NOPA)輸出的信號(hào)場(chǎng)與閑置場(chǎng)的糾纏特性和量子噪聲了通過適當(dāng)選擇泵浦場(chǎng)和注入場(chǎng)的相位，可以提高輸出糾隨后在 2012 年，這個(gè)理論通過級(jí)聯(lián)多個(gè) NOPA 系統(tǒng)的方法[31]。 NOPO 制備連續(xù)變量量子糾纏態(tài)方面，2005 年，明亮雙組纏態(tài)的制備被實(shí)現(xiàn)[32]。2009 年，有研究小組在理論上論證以上的 NOPO 所輸出的信號(hào)場(chǎng)，閑置場(chǎng)以及泵浦場(chǎng)在較低況下兩兩之間能發(fā)生糾纏，這也就是三組分連續(xù)變量糾纏輸出場(chǎng)間的關(guān)聯(lián)程度并不是很高。隨后在 2012 年，山西大組提出通過級(jí)聯(lián)光學(xué)參量振蕩器的方案來產(chǎn)生關(guān)聯(lián)程度更分三色糾纏態(tài)[34]，圖 1.1 為該方案的示意圖，它是通過級(jí)聯(lián)

損耗和吸收的完美的非線性介質(zhì)來說，，為; 1 2 3 1 2 3 =i （ a a a a a a ） 數(shù)，它取決于非線性介質(zhì)的二階磁化系數(shù)應(yīng)于頻率下轉(zhuǎn)化過程，第二部分對(duì)應(yīng)于是什么過程，都具有關(guān)于光子數(shù)算符的2 ,1 3 N N,2 3 N N和1 2 3N N 2N在系恒定律也稱之為 Manley-Rowe 關(guān)系，它滅和產(chǎn)生，導(dǎo)致場(chǎng)模 2,3 中的光子成對(duì)地在下一小節(jié)中詳細(xì)闡釋。轉(zhuǎn)換中，這是一個(gè)非常特殊的情況。因?yàn)榻?jīng)典(泵浦場(chǎng))。而那些下轉(zhuǎn)換得到的光子對(duì)被現(xiàn)在只能由量子光學(xué)的理論去解釋。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O413

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