量子隱形傳態(tài)作為一種嶄新的信息傳遞方式,一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。依托分發(fā)的糾纏資源,結(jié)合經(jīng)典信道,量子隱形傳態(tài)可以將一個(gè)未知的量子態(tài)傳遞給另一方。在空間大尺度上實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài),不僅僅是構(gòu)建全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)的重要一環(huán),同時(shí)也會(huì)對(duì)分布式量子計(jì)算有重要意義。目前量子隱形傳態(tài)的距離已經(jīng)達(dá)到百公里量級(jí),受限于地球曲率的影響,進(jìn)一步在地面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間進(jìn)行更遠(yuǎn)距離的傳遞變得十分困難。依托衛(wèi)星平臺(tái)的地星量子隱形傳態(tài)成為了一種必然的選擇。作為國(guó)際上首次地面到衛(wèi)星的上行量子隱形傳態(tài)的嘗試,在實(shí)驗(yàn)中面臨著諸多挑戰(zhàn),諸如鏈路衰減大,相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)射接收裝置之間的偏振補(bǔ)償?shù)戎T多技術(shù)問(wèn)題。本文針對(duì)這些問(wèn)題,對(duì)上行量子通信鏈路進(jìn)行了研究,提出了切實(shí)可行的解決方案,完成了地面到衛(wèi)星的鏈路構(gòu)建,并成功實(shí)現(xiàn)了地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)。本文首先實(shí)現(xiàn)了高偏振保真度、高效率的鏈路構(gòu)建。在偏振保真方面,我們對(duì)雙離軸拋物面結(jié)構(gòu)的發(fā)射天線保偏性質(zhì)進(jìn)行分析,進(jìn)一步對(duì)地面到衛(wèi)星之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的偏振變化進(jìn)行研究,提出了一套偏振補(bǔ)償方案,成功實(shí)現(xiàn)了地星信道HV偏振大于0.995的保真度。在鏈路效率方面,通過(guò)對(duì)衛(wèi)星動(dòng)態(tài)跟蹤閉環(huán)過(guò)程中,信號(hào)光發(fā)射... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２?Ｉｎｎｓｂｒｕｃｋ量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)圖??

ｂ??Ｔ?Ａｎｃｉｙａｓ??圖２－２?Ｉｎｎｓｂｒｕｃｋ量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)圖??圖片來(lái)源：［Ｂｏｕｗｍｅｅｓｔｅｒ?ｌ＂７】??這個(gè)實(shí)驗(yàn)和Ｂｅｎｎｅｔ等人構(gòu)想的一樣，利用脈沖激光器去泵浦ＢＢＯ產(chǎn)生糾纏??光源，繼而分發(fā)給Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ，使得Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ之間共享最大糾纏態(tài)（圖中的??光子２和光子３）。同時(shí)，通過(guò)反射鏡使得泵浦光再次通過(guò)ＢＢＯ，產(chǎn)生另外一對(duì)??光子，使得其中一個(gè)作為觸發(fā)光子，另外一個(gè)作為待傳送態(tài)（圖中的光子１）。光??子１和ＥＰＲ對(duì)中光子２做Ｂｅｌｌ基測(cè)量，并且將測(cè)量結(jié)果通過(guò)經(jīng)典信道告知Ｂｏｂ。??通過(guò)測(cè)量ｆｌｆ２ｄｌ或者ｆｌｆ２ｄ２，他們能夠得到最終的隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：??表２－１?Ｉｎｎｓｂｒｕｃｋ量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果??偏振?Ｆｈ?ｐ?ｐ?［ｎ?［Ｔ－??Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ?０６６?０６１?０６３?０６４?０．５７??數(shù)據(jù)來(lái)源：［Ｂｏｕｗｍｅｅｓｔｅｒ?ｌ＂７］??這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，Ｂｅｌｌ測(cè)量的效率僅為２５％，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，效率提高到了?５０％。??由于實(shí)驗(yàn)方案的限制

取而是四子ＧＨＺ：??Ｉ?Ｉ?Ｈ＼?Ｉ?Ｈ＼?Ｉ?Ｈ＼?Ｉ?＋＼ＶＷ?Ｖ）２１?Ｖ＼?ＩＶ），??采用類似的方案，最后待傳送粒子的狀態(tài)會(huì)剩余的三方共同擁有。雖然存一定的信息冗余度，但是可以為日后的量子糾錯(cuò)服務(wù)。??當(dāng)待傳送態(tài)不僅僅是一個(gè)孤立的粒子時(shí)，例如是ＥＰＲ對(duì)中的一個(gè)粒子，量隱形傳態(tài)再次展現(xiàn)出其有趣的一面。假定Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ共享２、１兩個(gè)粒子的最糾纏態(tài)，同時(shí)Ａｌｉｃｅ和Ｃｈａｒｌｉｅ共享３、４兩個(gè)粒子的最大糾纏態(tài)，則這四個(gè)粒的狀態(tài)可以表述成：??ｋ），２３４?＝ｋ）１２＜８）ｋ）３４??＝＾?（Ｉ?＾），?Ｉ?＾）２?－?Ｉ?＾），?Ｉ?＾）２?）?＾?（Ｉ?Ｈ＼?Ｉ?－?Ｉ?Ｖ＼?Ｉ?）??４（ｌ４＞＋〉２３－ｋ〉１４ｋ〉Ｂ－ｋ＋〉＞＋〉２３＋ｋ＿〉＞Ｌ）??對(duì)Ａｌｉｃｅ手中粒子２，３進(jìn)行聯(lián)合的Ｂｅｌｌ測(cè)量，無(wú)論測(cè)量結(jié)果如何，Ｂｏｂ手中的粒１和Ｃｈａｒｌｉｅ手中的粒子４都將處于最大糾纏態(tài)。這個(gè)過(guò)程叫作量子糾纏交（ｑｕａｎｔｕｍ?ｓｗａｐｐｉｎｇ）。如圖所示：??


本文編號(hào)：3501207