本文關(guān)鍵詞： 多組份糾纏與關(guān)聯(lián) 四波混頻 空間復(fù)用 強(qiáng)度差壓縮 空間多模 錐形泵浦光　出處：《華東師范大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來(lái),隨著量子通訊與量子信息處理的迅猛發(fā)展,促使人們對(duì)量子系統(tǒng)中關(guān)聯(lián)的研究越來(lái)越深入。量子關(guān)聯(lián)與糾纏具有非局域性,可以存在于相隔很遙遠(yuǎn)且沒(méi)有相互作用的體系之間。量子關(guān)聯(lián)與糾纏的這一特性使其成為一種非經(jīng)典的重要資源,在量子通訊與量子信息處理方面有著重要的意義。本論文將用四個(gè)章節(jié)的內(nèi)容從以下四個(gè)方面介紹我博士期間利用四波混頻的空間復(fù)用產(chǎn)生多模量子關(guān)聯(lián)所做的工作:一,產(chǎn)生多組份量子關(guān)聯(lián)光束對(duì)量子通訊和量子網(wǎng)絡(luò)工程有著重要的意義。我們以半導(dǎo)體激光器為光源,在銣原子蒸汽池中,利用四波混頻的空間復(fù)用產(chǎn)生了四組份量子關(guān)聯(lián)光束。根據(jù)我們提出的這種方案,不僅可以使產(chǎn)生的量子關(guān)聯(lián)光束的數(shù)量以指數(shù)形式(2",n是銣池的數(shù)量)增加,而且量子關(guān)聯(lián)隨著量子關(guān)聯(lián)光束的數(shù)量增加而增強(qiáng)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了n=2時(shí),利用四波混頻的空間復(fù)用產(chǎn)生了四組份量子關(guān)聯(lián)光束,并測(cè)到量子關(guān)聯(lián)(強(qiáng)度差壓縮)從單個(gè)銣池時(shí)的-5.6dB 和-6.5dB 增強(qiáng)到-8.2dB。二,多組份量子關(guān)聯(lián)光束之間量子關(guān)聯(lián)的強(qiáng)弱直接影響其在量子通訊和量子信息處理等方面的應(yīng)用。量子關(guān)聯(lián)的強(qiáng)弱受系統(tǒng)中不同參數(shù)的影響,我們通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中的主要參數(shù)的調(diào)節(jié),如:改變單光子失諧,雙光子失諧,銣池溫度,泵浦光功率以及增益等參數(shù),深入研究了四光以及兩兩之間的量子關(guān)聯(lián)隨增益的變化,從而找到了系統(tǒng)產(chǎn)生最強(qiáng)量子關(guān)聯(lián)的參數(shù)范圍。三,多模量子關(guān)聯(lián)對(duì)量子信息處理以及量子通訊有重要的應(yīng)用價(jià)值。我們利用四波混頻的空間復(fù)用并用"錐形泵浦光+高斯模式的探針光"的光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生了錐形的共軛光,并在實(shí)驗(yàn)上測(cè)到沿軸向的探針光與錐形共軛光之間的量子關(guān)聯(lián)(強(qiáng)度差壓縮)約為-3.8 dB。實(shí)驗(yàn)中還研究了量子關(guān)聯(lián)的多模特性以及量子關(guān)聯(lián)隨參數(shù)的變化。四,實(shí)驗(yàn)上利用四波混頻的空間復(fù)用并用"錐形泵浦光+錐形探針光"的光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生了錐形的探針光和錐形的共軛光,并在測(cè)到錐形探針光與錐形共軛光之間的量子關(guān)聯(lián)(強(qiáng)度差壓縮)約為-2.6 dB。實(shí)驗(yàn)中還研究了量子關(guān)聯(lián)的多模特性以及量子關(guān)聯(lián)隨參數(shù)的變化。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of quantum communication and quantum information processing, the research on correlation in quantum system is more and more in-depth. Quantum correlation and entanglement are nonlocal. Quantum correlation and entanglement make it a non-classical resource. This paper will use four chapters to introduce the multimode quantum correlation generated by spatial multiplexing of four-wave mixing during my Ph.D.'s period, which is of great significance in the field of quantum communication and quantum information processing. Work:. One. The generation of multicomponent quantum correlation beams is of great significance for quantum communication and quantum network engineering. We use semiconductor lasers as light sources in rubidium vapor cells. A four-component quantum correlation beam is produced by spatial multiplexing of four-wave mixing. According to the proposed scheme, not only the number of quantum correlation beams produced can be exponentially formed by 2 ". N is the number of rubidium cells) and the quantum correlation increases as the number of quantum correlation beams increases. We have experimentally verified that n = 2:00. A four-component quantum correlation beam is generated by spatial multiplexing of four-wave mixing. The quantum correlation (intensity difference squeezing) was increased from -5.6dB and -6.5dB in a single rubidium cell to -8.2dB.2. The intensity of quantum correlation between multicomponent quantum correlation beams directly affects its applications in quantum communication and quantum information processing. The intensity of quantum correlation is affected by different parameters in the system. We adjust the main parameters of the system, such as single photon detuning, two-photon detuning, rubidium cell temperature, pump power and gain. In this paper, the variation of quantum correlation between the four light and its pairings with gain is studied in depth, and the parameter range of the strongest quantum correlation is found. 3. Multimode quantum correlation has important application value for quantum information processing and quantum communication. We use spatial multiplexing of four-wave mixing and "probe light in Gao Si mode of tapered pump light". The optical system produces conical conjugate light. The quantum correlation between the probe light and the conical conjugate light along the axis has been measured experimentally (intensity difference squeezing). The multimode properties of quantum correlation and the variation of quantum correlation with parameters are also studied in the experiment. 4. In the experiment, the conical probe light and conical conjugate light are generated by using the spatial multiplexing of four-wave mixing and the optical system of "tapered pump light conical probe light". The quantum correlation (intensity difference squeezing) between the conical probe light and the conical conjugate light is about -2.6 dB. The multimode properties of the quantum correlation and the variation of the quantum correlation with the parameters are also studied in the experiment.
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O413

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本文編號(hào)：1443100