双腔光力学系统的稳态纠缠

为了提高耦合腔光力学系统的稳态纠缠,将光学参量放大器放置到光学腔中并研究了其纠缠状.首先利用量子朗之万方程和线性化处理,求出系统的稳态解; 然后将纠缠负对数作为纠缠判据,对系统的量子纠缠进行数值模拟.研究结果表明,含有光学参量放大器的系统不但可以显著增强稳态力学纠缠,而且可使纠缠不受热库环境温度的影响; 因此,本文方案可为操控力学系统间的量子纠缠提供参考.     

制备EPR纠缠态的一种简易方法

从理论上论证了连续变量的EPR纠缠态可以通过利用普通分束器分离一束单模压缩光或光孤子压缩态而得到. 据所知这是制备纠缠态的最简方案. 根据推导出的具体公式分析了2种非经典光场—— 压缩态和纠缠态之间的关系以及压缩程度对形成纠缠态的影响.     

光场压缩态及其在量子通信中的应用

针对光场压缩态在现代光纤通信和量子通信中占有非常重要地位的情况,分析了光场压缩态的产生机理.利用微结构光纤的非线性效应更易获得光场压缩态和利用压缩态制备的连续变量的纠缠光束,消除了分离变量纠缠的随机性,从而使其高效、可控、易实现.光场压缩态在光学精密测量、离物传态及量子通信等方面有广泛应用,与目前光纤通信相兼容,对光纤通信的信息容量和探测效率的提高具有巨大的优越性.     

纠缠微波信号的量子仿真模型

根据实际中的纠缠微波信号生成电路设计元器件参数,以提高产生纠缠微波信号的纠缠度,提出了纠缠微波信号的量子仿真模型.根据电磁场的量子化,将电场强度用可观测的物理量——正交分量来表示,把纠缠微波信号的表达式代入电场强度的表达式中,得到电场强度与输入角频率、压缩参量以及噪声涨落之间的关系.以正态分布的随机数作为噪声涨落的输入,对比分析了在不同压缩参量下电场强度正交分量随时间变化的关系以及在相同压缩参量下输入分别为真空态和压缩态时的情况.结果表明,该纠缠微波信号仿真模型所表示的电场强度能够反映出正交分量之间的正反关联特性,且关联度与压缩参量成正比,输入压缩度越高,关联度越高,与实验结论相吻合.     

光学超晶格中涡旋光的产生与调控

携带轨道角动量的光束,又称为涡旋光,因其新奇的相位分布和物理特性,在光学微操控、超分辨成像、高容量光通信和量子信息技术等领域有重要的应用.涡旋光应用于不同场景需要不同的频率,使用基于准相位匹配原理的光学超晶格作为非线性转换晶体,是获得新频率光源的重要手段.涡旋光与介质的非线性相互作用,不仅要考虑常规的能量守恒和线性动量守恒,还需要关注轨道角动量的守恒问题.本文综述了光学超晶格中涡旋光产生和调控方面的研究进展.通过倍频、和频、三倍频和参量下转换等非线性频率转换过程,可以高效的将涡旋光的工作波长拓展到蓝紫直至中红外波段;通过光学超晶格倒格矢的精密设计,可以灵活调控涡旋光非线性频率转换过程中的轨道角动量转移等.基于非线性全息思想设计非线性光子晶体,可以在频率转换的同时调控光场的波前、相位和振幅等物理参量,从而实现涡旋光束的非线性产生;伴随着超晶格制备技术的突破,调控的维度也从二维拓展至三维.光学超晶格中涡旋光产生和调控的研究,可以加深对轨道角动量这一重要物理守恒量的理解,以及推动相关应用研究的进展.     

中科大首次实现可扩展量子中继器的光学演示

正中国科学技术大学在国际上首次利用参量下转换光源,实现了基于线性光学的量子中继器中的嵌套纠缠纯化和二级纠缠交换过程。基于该技术,以往量子纠缠交换过程中阻碍分发态被进一步相干操作的主要噪声可以被自动剔除,从而为将来实现基于原子系综的可扩展线性光量子中继器提供了前瞻性的技术指引。研究人员基于其此前的研究成果——八体纠缠光源,首次演示了嵌套量子纠缠纯化和级联量子纠缠交换;通过巧妙地设置贝尔态测量装置,完全消除了纠缠交换过程中     

采用恒频参量激励的微机械陀螺驱动控制方案

提出一种基于恒定谐振频率和参量激励的微机械(MEMS)陀螺驱动控制方案. 该方案利用三角形栅极电容实现,使得陀螺驱动谐振频率和品质因子在环境波动下保持恒定,改善陀螺的温度敏感性. 介绍基于三角形栅极电容的频率调谐和参量激励理论,提出并实现新型恒定谐振频率和参量激励驱动方案. 仿真结果表明,对陀螺驱动模态的实时调谐使得谐振频率恒定;参量激励实现了对驱动模态的稳幅控制. 实验结果表明,该方案测得的陀螺的Allan方差偏置不稳定性为1.69°/h,优于传统方案;降温过程中零偏温漂相比传统方案减小了50%.     

非简并光学参量振荡器中量子态频率上转换

提出一种在光学参量振荡腔中的量子态频率上转换的方案.方案分析了信号传递系数和转换效率随不同泵浦参数的变化情况,并定性和定量地阐述了频率上转换过程的量子性质.研究表明,泵浦参数在阈值以上并接近阈值时,量子态的转换频率可达到最大值.     

双模激发纠缠相干态研究

基于双模纠缠相干态通过光子激发提出一种连续变量的纠缠相干态,即双模激发纠缠相干态。简要介绍了如何通过激光与原子的相互作用来制备双模激发纠缠相干态,并着重研究了双模激发纠缠相干态的保真度,分析了激发光子数对其保真度的影响。     

去高斯双模压缩真空场的光子分布

研究了去高斯双模压缩真空场的光子分布,并以J-C模型计算分析了场到量子比特的纠缠传输.采用负度表征纠缠.研究表明减光子双模压缩真空场在较低压缩度下产生高纠缠度,场的光子分布随光子数减小向贝尔基趋近,传递到量子比特的纠缠相应提高;加光子双模压缩真空场的光子分布在压缩度趋于0的极限下变为贝尔基,连续变量系统演化为离散变量系统,纠缠可以完全传递到量子比特.     

两能级原子与单模场非共振耦合系统中的热纠缠现象

利用共生纠缠度,讨论了非旋波近似下非共振的二能级原子与单光子腔肠的热纠缠现象。结果表明：失谐量并不影响系统热纠缠度的演化;该系统存在一临界温度,当系统温度高于这一临界温度时,原子与腔场的纠缠特性将消失;同时系统耦合系数对系统纠缠度也有较大的影响。     

Quantum Entropy of a Single Cooper-Pair Box Interacting with Two Electromagnetic Fields

Due to the potential use in quantumcomputer,considerable attention has been focused on the meso-scopic Josephson junction.Recently,the interactionof a single Cooper-pair box,which have alow-capaci-tance Josephson junction,with a quantized electro-magnetic field has been investigated[1-4].On theother hand,quantum entanglement is considered asthe key resource of quantumcomputation and quan-tuminformation.It is useful in quantuminformationprocessing[5,6].More and more attention has focusedon th…     

基于法拉第旋转的四原子团簇态的制备

在光纤连接的低品质腔中利用法拉第旋转机制提出了一个制备四原子团簇态的方案.在方案中,4个原子分别被囚禁在用光纤连接的4个低品质耦合腔中,并且信息编码在4个三能级原子的基态上,因此方案对腔衰减和原子自发辐射都不敏感,所制备的纠缠态稳定.     

约瑟夫逊电荷量子比特纠缠的实现

为了充分理解固体量子系统中量子纠缠的实现和调控,针对一种超导约瑟逊电荷量子比特电路系统,给定初态,求解演化方程研究末态的纠缠情况。通过变频操作来开关电荷量子比特之间的耦合,选择合适的调节频率Ω和耦合能χ,可以保证无纠缠或非最大纠缠的初态都能演化为最大纠缠态。这种超导约瑟夫逊电荷量子比特电路系统可以用来充当量子纠缠通道,实现信息的隐形传输,也可以充当量子中继器。     

基于独立分量分析的物联网多设备通信干扰抑制方法

通信干扰信号的增多,严重影响到了物联网多设备的正常通信,因此提出基于独立分量分析的物联网多设备通信干扰抑制方法。物联网多设备通信系统的干扰信号通过梳状滤波器和功率放大器转变为梳状阻塞干扰信号,通过独立分量分析的混合模型、解混模型和假设条件实现干扰信号独立分量分析,分离物联网多设备跳频信号和梳状阻塞干扰信号,实现干扰抑制。实验结果表明,该方法对混合信号的分离效果好,能有效抑制物联网多设备通信中的梳状阻塞干扰。     

Optical dual self functions

A recipe to construct the exact dual self-Fourier-Fresnel-transform functions is shown, where the Dirac comb function and transformable even periodic function are used. The mathematical proof and examples are given Then this kind of self-transform function is extended to the feasible optical dual self-transform functions.     

量子信息原理及其光学实现

首先概述了量子信息学中的基本概念和基本原理,包括量子纠缠、量子隐形传态、量子密集编码、量子克隆、通用量子逻辑门和量子算法;然后描述了光学系统中光子纠缠对的产生和光子量子比特的操作方法;最后介绍了光学量子信息研究的最新进展及其发展前景.     

一种新型低噪声掺Er光纤放大器的研究

提出了一种新型的低噪声掺Er光纤放大器(EDFA)。将光波长交错器的输入端口与普通EDFA的输出端相连接,用于降低噪声,信号光由光波长交错器的偶信道端口输出。利用光波长交错器的梳状反射特性,抑制EDFA的放大自发辐射(ASE),改善EDFA的噪声特性,使其具有低噪声的特点。采用4m长的掺Er光纤(EDF)作为增益介质,小信号功率为-26dBm时,在1530～1560nm带宽范围内,测得低噪声EDFA的噪声系数低于3.83dB,仅比噪声系数的量子极限3dB大0.83dB。     

音叉电容式微机械陀螺的误差源分析与消除

误差源是以弱小信号处理为特征的微机械陀螺精度提高的主要制约因素。分析了音叉电容式微机械陀螺由本身工作模式和加工误差造成的两类误差源，并探讨了相应的消除方法。首先采用分离电极方法消除了驱动模态位移电流对敏感模态输出信号的耦合；用半频驱动方法抑制了驱动电压信号通过寄生电容对输出信号的耦合；通过在玻璃基体上开槽减轻了梳齿电容的静电悬浮以及玻璃基体上的电荷累积现象。然后通过对驱动电压幅值的自动调节弥补了由加工误差所造成的驱动电容不匹配，并采用同步解调消除正交误差。分析结果表明这些误差源的消除可提高微机械陀螺的精度水平。