《冷原子中四波混頻產生的糾纏光子對的時空波形特性》是依託華南師範大學，由張智明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：冷原子中四波混頻產生的糾纏光子對的時空波形特性
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張智明
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
糾纏光子對在量子信息技術中有著廣泛而重要的套用。不同的套用領域要求具有不同性質的糾纏光子對，例如，基於原子-光子相互作用的長距離量子通信要求糾纏光子對具有長的相干時間（窄的頻譜線寬），而高解析度量子光學相干層析技術和時鐘同步技術要求糾纏光子對具有寬的頻譜線寬，量子成像技術和量子印刷技術則要求糾纏光子對具有高的空間解析度，因此，研究糾纏光子對的時空波形特性具有重要的實際意義。人們對由自發參量下轉換產生的糾纏光子對的時空波形特性已進行了比較充分的研究，發現利用這種方法產生的糾纏光子對的頻譜較寬，只能滿足部分套用領域的要求。因此，有必要研究利用其他物理系統來產生糾纏光子對。最近的研究表明，利用冷原子中的四波混頻過程也可以產生糾纏光子對，且對這種糾纏光子對的時域波形特性進行了研究，然而，尚未見到對這種糾纏光子對的空域波形特性和時域-空域綜合波形特性的研究工作報導。本項目將對這些問題進行研究。
結題摘要
糾纏光子對在量子信息技術中有著廣泛而重要的套用。不同的套用領域要求具有不同性質的糾纏光子對，例如，基於原子-光子相互作用的長距離量子通信要求糾纏光子對具有長的相干時間（窄的頻譜線寬），而高解析度量子光學相干層析技術和時鐘同步技術要求糾纏光子對具有寬的頻譜線寬，量子成像技術和量子印刷技術則要求糾纏光子對具有高的空間解析度，因此，研究糾纏光子對的時空波形特性具有重要的實際意義。人們對由自發參量下轉換產生的糾纏光子對的時空波形特性已進行了比較充分的研究，發現利用這種方法產生的糾纏光子對的頻譜較寬，只能滿足部分套用領域的要求。因此，有必要研究利用其他物理系統來產生糾纏光子對。本項目研究利用冷原子中的四波混頻過程產生糾纏光子對，以及這種糾纏光子對的時域波形特性。 本項目的主要研究內容、結果和成果如下：（1）研究了可控波形亞自然線寬（線寬為0.8MHz，遠小於銣原子的自然線寬6MHz）糾纏光子對的產生；（2）利用所產生的窄線寬糾纏光子對，可產生預告式窄線寬單光子脈衝，利用該窄線寬單光子脈衝進行了量子延遲選擇實驗，在單光子的相干時間內，既觀測到光的粒子性，又觀測到光的波動性；（3）在國際上首次發現了冷原子中四波混頻過程產生的糾纏光子對的X形時空波形結構；（4）提出了一種製備窄線寬三光子頻率糾纏態的新方案：（5）鑒於腔量子光力學是近年來非常活躍的一個研究領域，我們也開展了這方面的研究，並取得了一些有意義的研究成果；（6）研究了與本項目相關的一些其他問題。 在本項目執行期間，發表期刊學術論文30餘篇。培養博士研究生3名，碩士研究生14名。
