【摘要】：量子力學(xué)中的變量根據(jù)其本征態(tài)具有分離譜或連續(xù)譜結(jié)構(gòu),劃分為分離變量和連續(xù)變量?jī)纱箢?它們?cè)诹孔有畔⒅械膽?yīng)用各有特點(diǎn)~([1-3])。分離變量量子態(tài)對(duì)損耗不敏感,保真度高,但是產(chǎn)生是幾率性的~([4])。而連續(xù)變量量子態(tài)的產(chǎn)生和操作是確定性的,但是保真度低,并對(duì)損耗極其敏感。所以近年來(lái)混合糾纏的研究成為量子信息領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。所謂混合糾纏就是要將連續(xù)變量和分離變量的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)完成單個(gè)變量不能完成的任務(wù)~([5])。2013年,A Furusawa小組用連續(xù)變量的手段演示了離散變量Qubit的決定性量子離物傳態(tài)~([6]),之后他們小組又實(shí)現(xiàn)了分離變量和連續(xù)變量的糾纏交換~([7])。2014年,Julien Laurat小組在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了離散變量單光子與連續(xù)變量貓態(tài)的混合糾纏~([8])。本文開(kāi)展了銣原子波段非經(jīng)典光場(chǎng)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)研究,制備了795nm窄帶偏振糾纏光子對(duì)和壓縮真空態(tài)光場(chǎng),為下一步混合型量子糾纏及量子中繼的研究提供了基礎(chǔ)。本文的主要內(nèi)容有:(1)利用Ⅱ類周期極化磷酸氧鈦晶體(PPKTP)作為非線性介質(zhì),通過(guò)自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換(SPDC)過(guò)程,產(chǎn)生了795nm偏振關(guān)聯(lián)光子對(duì)。將PPKTP晶體放入光學(xué)腔內(nèi),利用腔限制了下轉(zhuǎn)化光子的線寬。通過(guò)級(jí)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)具組進(jìn)行濾波實(shí)現(xiàn)了下轉(zhuǎn)換光子的單縱模輸出,利用單光子探測(cè)后選擇將光子對(duì)投影到偏振糾纏態(tài)。由于光學(xué)器件會(huì)對(duì)H光子與V光子帶來(lái)一個(gè)附加的相位移動(dòng),使制備的糾纏態(tài)非最大糾纏態(tài)。我們通過(guò)相位補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)附加相位進(jìn)行補(bǔ)償。實(shí)驗(yàn)測(cè)得偏振糾纏光子對(duì)的Bell參數(shù)S=2.6±0.07,違背BELL-CHSH不等式8.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差~([9])。下轉(zhuǎn)換光子的線寬為15MHz,可以有效的與原子存儲(chǔ)相結(jié)合。(2)利用基于周期極化磷酸氧鈦晶體的參量振蕩腔產(chǎn)生了795nm的壓縮真空態(tài)光場(chǎng)。通過(guò)一束本振光構(gòu)成平衡零拍探測(cè)系統(tǒng),對(duì)產(chǎn)生的壓縮真空態(tài)光場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得壓縮度為-3 dB。在示波器上對(duì)平衡零拍測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行采集,得到了壓縮真空態(tài)光場(chǎng)在不同相位角下的噪聲分布。利用極大似然估計(jì)方法對(duì)壓縮真空態(tài)光場(chǎng)的密度矩陣進(jìn)行了重構(gòu),并計(jì)算了相空間的Wigner函數(shù)~([10])。(3)理論計(jì)算了實(shí)驗(yàn)條件的不完美對(duì)薛定諤貓態(tài)制備的影響~([11])。其中包括壓縮態(tài)的不完美與探測(cè)器的不完美。構(gòu)建了壓縮真空態(tài)減光子所獲得貓態(tài)的Wigner函數(shù)及其在相空間原點(diǎn)值W(0,0)的表達(dá)式。表達(dá)式中包含了壓縮真空態(tài)的壓縮度和壓縮純度,單光子探測(cè)器的量子效率與產(chǎn)生的暗計(jì)數(shù)以及平衡零拍探測(cè)的總效率等參量。根據(jù)所得到的理論模型分別針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)貓態(tài)制備的影響進(jìn)行了具體的分析。為下一步通過(guò)壓縮真空態(tài)減光子獲得薛定諤貓態(tài)的實(shí)驗(yàn)提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O413.1;O562
【圖文】：

圖 2.3 F-P 腔反射光場(chǎng)的反射系數(shù)在復(fù)平面中的-P 腔共振時(shí)，反射光強(qiáng)度為 0，對(duì)應(yīng)在圓點(diǎn)。當(dāng)諧變化；當(dāng)諧振腔腔長(zhǎng)減小時(shí)，()fsrF 將順時(shí)針繞腔長(zhǎng)的兩個(gè)變化方向（變大或變�。⿲�(duì)應(yīng)的反射

圖 2.4 相位調(diào)制頻率較高且近共振的情況下 PDH 穩(wěn)頻技術(shù)提取的誤差信號(hào)（縱軸為 2c s PP橫軸為fsr ）fsr f時(shí)：F ( ) 1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 曹連振;趙加強(qiáng);王曉芹;逯懷新;;高純四光子GHZ態(tài)的實(shí)驗(yàn)制備及非定域性研究[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2013年09期

2 王金晶;賈曉軍;彭X墀;;平衡零拍探測(cè)器的改進(jìn)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

3 孫立群,張?jiān)?劉亞芳,徐明順;自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換雙光子場(chǎng)的產(chǎn)生及其在光學(xué)計(jì)量中的應(yīng)用[J];應(yīng)用光學(xué);1999年05期

4 梁銓廷;;偏振器件的瓊斯矩陣[J];光學(xué)儀器;1988年04期

本文編號(hào)：2732978