級聯非線性過程中多色多組份糾纏研究

《級聯非線性過程中多色多組份糾纏研究》是依託山西大學，由郜江瑞擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：級聯非線性過程中多色多組份糾纏研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郜江瑞
• 依託單位：山西大學

項目摘要

經典信息科學發展迅速，但存在不可避免的局限性。例如難以完成量子態的高保真度傳送，也不可能確保傳遞信息的絕對安全。利用糾纏態等量子資源，可以克服經典信息的不足，在原理上實現物理上絕對安全的保密通信。近年來基於量子糾纏的量子信息研究取得重要進展，使得高質量糾纏源與多色多組份糾纏的製備、非經典場的傳輸以及量子克隆越來越成為量子信息研究重要內容。特別是多色多組份糾纏光源研究對量子信息的存儲、恢復以及交換等量子中繼研究更為重要，對推動量子信息技術實用化具有重要意義，而這方面的研究才剛剛起步。本項目利用光學參量過程開展級聯非線性光學參量過程中多組份量子關聯特性研究，實驗實現雙色三組份糾纏，探討產生雙色三組份糾纏的有效方法。為量子信息網路研究奠定基礎。

結題摘要

在量子信息研究領域，多色量子糾纏態的產生與操控是遠距離量子信息傳輸網路的關鍵。多色量子糾纏態的實驗製備不僅需要效率高的非線性過程，也需要噪聲較低的泵浦源才能實現，為此我們從雷射光源入手開展了連續變數多組分糾纏得理論與實驗研究，理論上提出了一些可能的產生上連續變數多組分糾纏得方案；利用光學參量震盪實驗上獲得了四組分的連續變數糾纏；同時，也開展了可控的量子克隆實驗研究，為下一步研究工作奠定了良好基礎，也圓滿完成了本課題。該項目實施中取得如下結果。實現了光纖雷射器使出噪聲壓縮，最大噪聲抑制達到27dB；在此基礎上，實驗實現了二組份厄密高斯HG10模糾纏光場的製備與測量；利用高階模（厄密高斯和拉蓋爾高斯模）實現了四組分的連續變數糾纏（超糾纏態），同時研究表明其為連續變數軌道角動量糾纏態；理論研究了信道噪聲對態傳輸的影響、連續變數多組份糾纏態光場的製備以及實驗實現可控的量子克隆等。