四波混頻過程是一種產(chǎn)生量子壓縮和多組份量子糾纏的有效方式,在量子信息和量子精密測量中有著十分重要的作用,本文中,基于四波混頻過程我們分別提出了兩個研究方案:一、損耗對相敏四波混頻過程產(chǎn)生量子壓縮影響的研究;二、基于兩個對稱級聯(lián)四波混頻過程產(chǎn)生八組份糾纏的研究。通過使用光學(xué)分束器模型來模擬光學(xué)傳輸和探測所導(dǎo)致的損耗,本文在理論上研究了損耗對相敏四波混頻過程產(chǎn)生孿生光束量子壓縮的影響。我們分別研究了系統(tǒng)中不同強(qiáng)度增益、注入功率比和相位條件下?lián)p耗對量子壓縮的影響。結(jié)果表明,該系統(tǒng)的量子壓縮隨著強(qiáng)度增益的增加而增大;隨著注入功率比的增加呈先增大后減小的趨勢,且均在注入功率比β=1時達(dá)到最大;在相位θ=0處壓縮最大,在θ=π處反壓縮最大。此外,我們發(fā)現(xiàn),在不同的參數(shù)情況下,隨著損耗的增大,系統(tǒng)的量子壓縮都在減小。我們的理論結(jié)果為相敏四波混頻過程實際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。我們理論上提出了一種兩個對稱型級聯(lián)四波混頻過程的方案來產(chǎn)生真正的八組份糾纏。該方案利用光學(xué)分束器將兩個獨立的對稱型級聯(lián)四波混頻過程聯(lián)系起來。為了呈現(xiàn)該方案的糾纏特性,我們首先通過使用高斯純態(tài)的圖形演算來驗證所生成的態(tài)是H-圖態(tài),然后... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

四波混頻過程的雙“”結(jié)構(gòu)

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文8間的強(qiáng)度差壓縮來量化這種量子關(guān)聯(lián)。1.3四波混頻產(chǎn)生量子壓縮的理論推導(dǎo)四波混頻過程的實驗?zāi)Ｐ褪疽鈭D如圖1.2所示，在四波混頻過程中，若分別用,和代表探針光、共軛光和泵浦光的湮滅算符，則四波混頻過程的哈密頓量可以表示為：=(ζζ).(1-18)其中ζ表征反應(yīng)強(qiáng)度。因為實驗過程中泵浦光功率遠(yuǎn)高于探針光和共軛光，故可以認(rèn)為泵浦光功率不變，計算時我們將其作為常量處理。如果我們假設(shè)α為的本征值，則有：pumppumpc.(1-19)那么四波混頻過程中的哈密頓量可以表示為：圖1.2四波混頻過程的實驗?zāi)Ｐ褪疽鈭D。

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文132損耗對相敏四波混頻過程量子壓縮影響的理論研究由于四波混頻過程的強(qiáng)非線性，熱85Rb原子蒸氣池中的四波混頻過程可以產(chǎn)生具有高量子壓縮的孿生光束[47]。我們課題組基于四波混頻過程產(chǎn)生的量子壓縮展開了相關(guān)理論和實驗研究[48-57]。具體的實驗過程中，無論是85Rb原子池的吸收損耗，還是傳輸過程中的損耗，都是無法避免的，因此有必要考慮這些研究中損耗對系統(tǒng)量子特性的影響。在本章節(jié)中，我們通過光學(xué)分束器來引入真空波動，從而模擬實驗中不可避免的光學(xué)損耗，研究了損耗對相敏四波混頻過程輸出光束量子壓縮的影響。2.1理論推導(dǎo)本節(jié)中，我們將推導(dǎo)在損耗條件下強(qiáng)度差壓縮的表達(dá)式。圖(a)所示為相敏四波混頻過程的示意圖，圖(b)為85RbD1的能級結(jié)構(gòu)圖。圖2.1四波混頻過程簡化圖。(a)相敏四波混頻過程的簡化圖，0和0都是相干態(tài)注入，1和1是相敏四波混頻過程產(chǎn)生的孿生光束；(b)85RbD1線的雙Λ能級結(jié)構(gòu)。相敏四波混頻過程中的相互作用哈密頓量可以表示為：


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