《利用量子相干效應在原子氣中實施空間光學信息處理》是依託西安交通大學，由高宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用量子相干效應在原子氣中實施空間光學信息處理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高宏
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用量子相干效應存儲和控制光學信息是目前比較活躍的研究領域。基於原子氣相比其它介質顯著的量子相干特性，以及空間光學信息在信息處理中的重要地位，本項目將研究利用原子蒸汽和冷原子對兩類空間光學信息的處理：（1）空間光學信息僅含有振幅信息；（2）空間光學信息同時含有振幅和相位信息。在第一類信息中，由於原子的擴散行為，直接存儲振幅信息的方法將導致振幅信息的迅速丟失。因此我們提出一種新的方法，通過存儲振幅的相位編碼信息來抑制原子擴散的影響，然後在讀出時通過相襯法還原振幅信息，以此獲得高保真度和較長壽命的圖像存儲。在第二類信息中，將存儲既有振幅信息也有相位信息的拉蓋爾-高斯模式光束。研究該類光信息存儲的保真度，在此基礎上，研究利用外加磁場改變原子的自旋相位信息來控制讀出的光學模式，並研究該類信息在存儲時的相互作用。通過本項目的研究，將可獲得一種新的存儲技術，實現對空間光學信息控制和運算。
結題摘要
利用量子相干效應存儲和控制光學信息是目前比較活躍的研究領域。基於原子氣相比其它介質顯著的量子相干特性，以及空間光學信息在信息處理中的重要地位，本項目研究了原子蒸汽中空間光學信息的處理和運算，完成了以下幾個方面的工作：（1）研究了基於量子相干特性產生的電磁誘導透明（EIT）現象，在此基礎上研究了慢光及光存儲；（2）研究了在EIT介質中研究空間光學信息的傳輸和轉換，發現了EIT介質中對無衍射的拉蓋爾-高斯模式光束具有一定圖像銳化作用，這對於原子介質中的信息處理和圖像傳輸具有潛在的意義；（3）研究了在EIT介質中，拉蓋爾-高斯模式光束的空間橫向相位信息可以通過調控實驗參數，實現由相位信息到空間強度分布的轉換，這不僅提供了在原子介質中區分拉蓋爾-高斯光束模式的一種方法，而且對基於原子介質的量子信息處理提供了一種途徑；（4）研究了在EIT介質中利用非線性四波混頻，實現量子高維系統的CNOT量子邏輯門和Deutsch量子算法。以上研究成果對利用原子介質實施空間光學信息處理及高維量子信息計算，提供了理論和實驗基礎。
