本文選題：“三明治”型糾纏源 + 多光子糾纏　； 參考：《中國科學技術(shù)大學》2016年博士論文

【摘要】：對量子關(guān)聯(lián)的研究一直是量子信息物理學的核心問題,其不僅有助于我們對量子理論的理解,而且量子關(guān)聯(lián)也是實現(xiàn)量子信息方案的核心資源。比如量子糾纏是量子通信和量子計算的核心資源,量子非局域性是儀器無關(guān)量子信息方案的必要資源,量子相干性是量子精密測量的核心資源等。如今對兩體系統(tǒng)的量子關(guān)聯(lián)研究已經(jīng)很成熟,然而對多體系統(tǒng)的量子關(guān)聯(lián)還有很多問題沒有搞清楚。對低量子位系統(tǒng)的量子模擬以及量子關(guān)聯(lián)的研究,線性光學系統(tǒng)無疑是最便捷最成熟的實驗平臺。本文的主要內(nèi)容包括：1.設(shè)計并實現(xiàn)了一種“三明治”型糾纏光子源,這種新型糾纏源具有更高的亮度和符合效率,利用該糾纏源我們制備出了高保真度的六光子GHZ態(tài)(88.4%),并首次驗證了六光子GHZ類型的非局域性,刷新了實驗中非局域光子個數(shù)的記錄。此外我們還提出了多體GHZ悖論的普適構(gòu)造方法。2.對原有制備四光子線性簇態(tài)的方案進行了改進,大幅度提高了態(tài)制備的成功幾率,并在實驗中對該方案進行了驗證,此外我們的方案還可以擴展到制備任意長的簇態(tài)鏈。3.實驗驗證了兩類三粒子糾纏態(tài)在信號不可超光速框架下的真多體非局域性。在二值輸入二值輸出的情況下,這兩類態(tài)均很難展示出Svetlichny定義的真多體非局域性。因此從資源角度講,新定義的真多體非局域性適用范圍更廣。4.在量子相干性方面開展的兩項工作：實驗驗證一種不需要量子態(tài)層析,通過對兩份未知態(tài)拷貝做貝爾基測量便可得到其量子相干性下限的方案；實驗驗證了一類復(fù)合系統(tǒng)在遭受特定方向的馬爾科夫噪聲時其相干性仍然保持的現(xiàn)象。
[Abstract]:The study of quantum correlation has always been the core of quantum information physics, which is not only helpful to our understanding of quantum theory, but also the core resource to realize quantum information solution. For example, quantum entanglement is the core resource of quantum communication and quantum computation, quantum nonlocality is the essential resource of instrument-independent quantum information scheme, quantum coherence is the core resource of quantum precision measurement. The research on quantum correlation of two-body system is very mature. However, there are still many problems about quantum correlation of multi-body system. The linear optical system is undoubtedly the most convenient and mature experimental platform for the study of quantum simulation and quantum correlation of low quantum bit systems. The main contents of this paper include: 1. A sandwich type entangled photon source is designed and implemented. The new entangled source has higher luminance and coincidence efficiency. Using this entanglement source, we have prepared a high fidelity six-photon GHz state of 88.4g, and verified the nonlocality of the six-photon GHz for the first time, and refreshed the record of the number of non-local photons in the experiment. In addition, we propose a universal construction method of multibody GHz paradox. The original scheme of preparing four-photon linear cluster states is improved, and the success probability of state preparation is greatly improved. The scheme is verified in experiments. In addition, our scheme can also be extended to the preparation of arbitrary length cluster state chain. 3. The experimental results show that the true multibody nonlocality of two kinds of three-particle entangled states is true under the frame of non-superluminal signal. In the case of binary input and binary output, it is difficult to show the true multibody nonlocality defined by Svetlichny. Therefore, in terms of resources, the new definition of true multibody nonlocality is more widely used. 4. 4. Two works on quantum coherence have been carried out: experimental results show that a scheme for obtaining the lower limit of quantum coherence can be obtained by measuring two copies of unknown states by Belky without quantum state chromatography; The experimental results show that the coherence of a class of composite system is still maintained when it is subjected to Markov noise in a certain direction.
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O431.2

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本文編號：2031588