《連續變數光場量子態高保真度頻率變換的實驗研究》是依託山西大學，由李永民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：連續變數光場量子態高保真度頻率變換的實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李永民
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在基於光場和原子系統的量子信息網路中，光場量子態需要在不同的載波波長之間進行高保真度相互轉移，例如從基於鹼金屬原子的量子存儲器波長0.8微米轉移到遠程通信波長1.5微米，能夠實現該功能的量子接口可以將不同工作波長的量子器件相互連線起來，是量子信息網路的重要組成部分。本課題擬對能夠實現連續變數光場量子態頻率下轉換功能的量子接口進行實驗研究，並實驗實現連續變數光場量子態的頻率下變換。擬利用基於諧振腔增強的二階非線性光學頻率變換過程，在810nm低噪聲強相干場抽運下，將載波為532 nm的連續變數光場量子態（相干態，正交壓縮態）高保真度頻率下變換到載波為1550 nm的光場量子態；並研究不同類型連續變數光場量子態的頻率變換保真度隨著非線性轉換效率的依賴關係，相干抽運場的振幅和相位噪聲特性對量子態頻率變換保真度的影響機制等。本項目的實施對於分布量子計算、遠程量子通信等具有重要意義。
結題摘要
對於基於光場和原子系統的量子信息網路，量子態需要在不同的物理載體之間進行高保真度的相互轉移，例如，在量子信息網路中，量子態需要在不同載波波長的光場之間進行轉移，即光場量子態的頻率變換，能實現這種功能的量子接口是量子信息網路的重要組成部分。本項目對於連續變數光場量子態的頻率下轉換機制進行了深入的理論和實驗研究，提出了對抽運光場振幅和相位起伏噪聲不敏感的高保真度、寬頻連續變數光場量子態頻率下轉換方案，並在實驗上得到了驗證，實現了相干態、正交振幅壓縮態光場的高保真度量子態頻率下轉換，為量子信息網路中連續變數光場量子態的量子接口實現奠定了基礎；圍繞課題研究，進行了耦合光學參量放大器/光學參量振盪器製備高品質“雙色”連續變數糾纏態光場、高品質“雙色”連續變數糾纏態光場的魯棒性製備、雙色連續變數糾纏態光場的連續調諧及遠程糾纏分發，以及遠程連續變數量子密鑰分發的研究工作。課題的研究結果為光場量子態的製備、操控以及量子保密通信提供了新的有效方法和途徑，積極促進了量子光學和量子信息科學的發展和套用化進程。
