連續變數量子糾纏態光源樣機的研製

《連續變數量子糾纏態光源樣機的研製》是依託山西大學，由張寬收擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：連續變數量子糾纏態光源樣機的研製
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：張寬收
• 依託單位：山西大學

項目摘要

在量子信息科學研究中，量子糾纏是實現量子通信、執行量子計算的最基本單元，利用量子糾纏可以完成經典信息處理不能完成的工作。隨著量子信息技術的發展及其實用化的要求，一個重要的工作就是研製出實用化、可操作、儀器化的連續變數量子糾纏態光源，同時將連續變數糾纏態光源的波長擴展到低損耗的光纖通信波段。本項目擬採用採用全固態雷射技術和非線性光學頻率變換技術首先獲得波長為1.08μm的連續變數量子糾纏態光源樣機。在此基礎上，為將連續變數量子糾纏態光源樣機的波長擴展到光纖通信的低損耗波段(1.34μm)，首先進行輸出波長分別為671nm和1.34μm的雙波長瓦級全固態連續單頻Nd:YVO4雷射器樣機的研製，進而研製出波長為1.34μm的連續變數量子糾纏態光源樣機。在連續變數量子糾纏態光源樣機的小型化、實用化過程中，我們將進行相關原理的探索和研究，同時加強核心技術和自主智慧財產權的獲得。

結題摘要

在量子信息科學研究中，量子糾纏是實現量子通信、執行量子計算的最基本單元，利用量子糾纏可以完成經典信息處理不能完成的工作。隨著量子信息技術的發展及其實用化的要求，一個重要的工作就是研製出連續變數量子糾纏態光源樣機，同時將糾纏態光源的波長擴展到低損耗的光纖通信波段。 本項目圍繞連續變數量子糾纏態光源樣機的研製，開展了相關研究工作，並取得以下研究成果。首先，進行了作為量子糾纏態光源樣機泵浦光源的高功率低噪聲雙波長全固態單頻連續波雷射器的設計和研製，研製出輸出功率分別為3.0 W 和1.8 W 的671 nm/1.34 μm雙波長雷射器樣機，輸出功率分別為20.0 W 和4.4 W 的532 nm/1.06 μm雙波長雷射器樣機，輸出功率分別為7.2 W 和2.1 W的 540 nm/1.08 μm雙波長雷射器樣機。其次，為將量子糾纏態光源的波長擴展到光通信波段和原子吸收線，進行了波長位於光通信波段(1.5 μm)和銣原子吸收線(795 nm)的單頻連續波雷射器的研製。1.5 μm單頻連續波雷射器的輸出功率達6 W，795 nm單頻連續波雷射器的輸出功率達2.8 W。第三，進行了1.08 μm連續變數量子糾纏光源樣機的研製，量子糾纏光源的量子糾纏度達5.1 dB，該樣機已提供給南京大學固體微結構物理國家重點實驗室使用。第四，進行了中心波長分別為1.34 μm和1.5 μm的光纖通信波段連續變數量子糾纏光源的研製，量子糾纏光源的量子糾纏度分別達3 dB和8.3 dB。第五，進行了中心波長分別為1.06 μm和795 nm連續變數量子壓縮光源樣機的研製。1.06 μm壓縮光源的壓縮度達7.69 dB，該樣機已提供給北京空間機電研究所使用；波長位於銣原子吸收線的795 nm壓縮光源的壓縮度達3.1 dB，該樣機已提供給華東師範大學物理系使用。 圍繞上述研究工作，共發表學術論文43篇，其中Opt. Lett. 4篇、Opt. Expres. 6篇、Laser Phys. Lett. 1篇、IEEE J. Quant. Electron. 1篇。獲得中國發明專利授權7件、申請中國發明專利12件。獲山西省自然科學二等獎1項。培養畢業博士生6名、畢業碩士生11名。