幾個(gè)世紀(jì)以來,關(guān)于光子本質(zhì)的解釋一直是科學(xué)家們爭論的話題。著名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)揭示了光的波動(dòng)屬性,而愛因斯坦對于光電效應(yīng)的解釋則驗(yàn)證了光子的粒子特性,這也形成了現(xiàn)如今人們對于光子的普遍認(rèn)知:即光子具有波粒二象性。愛因斯坦的光量子理論不僅提高了人們對于光子屬性的理解,也推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。光子作為量子力學(xué)基本粒子之一也被廣泛應(yīng)用于各種量子信息過程,比如量子計(jì)算、量子通訊、量子成像和量子加密等等。在量子信息領(lǐng)域,量子信息可以被加載在光子的偏振、頻率和軌道角動(dòng)量等自由度上,因而制備與存儲(chǔ)各種光子糾纏態(tài)是實(shí)現(xiàn)許多量子信息處理過程的基礎(chǔ),同時(shí)如何提高光子可攜帶的信息量也是目前的研究熱點(diǎn),其中由于多自由度糾纏可以增加量子網(wǎng)絡(luò)的信道容量而成為人們關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。另外,隨著容錯(cuò)量子計(jì)算和高精度量子測量等對糾纏粒子數(shù)日益增長的需求,制備多粒子糾纏態(tài)就顯得尤為重要。本論文主要以攜帶高容量信息的量子糾纏態(tài)以及多粒子糾纏態(tài)的制備為目標(biāo)開展實(shí)驗(yàn)研究,基于原子系綜實(shí)現(xiàn)了多自由度和多光子糾纏態(tài)的制備以及其與原子存儲(chǔ)器的接口鏈接。本論文的工作對于未來實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算以及高容量的量子通訊網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。本...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１利用兩個(gè)ＢＤ構(gòu)建被動(dòng)鎖定的馬赫－曾德爾干涉儀來制備偏振糾纏的原理圖

?第１章緒論???ｒｆ?Ｐｕｍｐ??＾＾＾Ｐｕｍｐ?１?ｉ??圖１．１利用兩個(gè)ＢＤ構(gòu)建被動(dòng)鎖定的馬赫－曾德爾干涉儀來制備偏振糾纏的原理圖。圖引自??文獻(xiàn)［２３］。??１．１．２軌道角動(dòng)量糾纏??正如上文提到的，光子的偏振經(jīng)常被用來編碼量子信息。光子的任意偏振態(tài)??都可以分解為兩個(gè)....

圖１．２通過自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的光子對的時(shí)間頻率糾纏驗(yàn)證

ｒａｌ?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，?ＪＴＩ）測量的標(biāo)準(zhǔn)差。一般??地，對于自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的光子對，它們都是時(shí)間頻率糾纏的，并且根據(jù)能??量守恒定律，兩光子的頻率反關(guān)聯(lián)，對應(yīng)它們在時(shí)域上是正關(guān)聯(lián)的。自發(fā)參量下??轉(zhuǎn)換的雙光子由于它們帶寬很寬，因此比較容易測得它們的頻率譜強(qiáng)度，但是它?....

圖１．３糾纏光子對頻率和時(shí)域譜分布

ｒａｌ?Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，?ＪＴＩ）測量的標(biāo)準(zhǔn)差。一般??地，對于自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的光子對，它們都是時(shí)間頻率糾纏的，并且根據(jù)能??量守恒定律，兩光子的頻率反關(guān)聯(lián)，對應(yīng)它們在時(shí)域上是正關(guān)聯(lián)的。自發(fā)參量下??轉(zhuǎn)換的雙光子由于它們帶寬很寬，因此比較容易測得它們的頻率譜強(qiáng)度，但是它?....

圖１．４原子系綜中驗(yàn)證ＥＰＲ糾纏的實(shí)驗(yàn)裝置

?第１章緒論???１．１．４位置動(dòng)量糾纏??類似于時(shí)間頻率，位置動(dòng)量也是一組對易量，它們也可以構(gòu)成糾纏態(tài)。位置??動(dòng)量糾纏也稱為ＥＰＲ糾纏［２７，２８］，它最早由Ｅｉｎｓｔｅｉｎ，Ｐｏｄｏｌｓｋｙ和Ｒｏｓｅｎ關(guān)于一??對粒子位置動(dòng)量糾纏而提出的。通常，利用非線性晶體通過自發(fā)參量下....

本文編號：3915704