連續(xù)變量量子通訊的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為了研究量子網(wǎng)絡(luò),必需研究兩個(gè)以上子系統(tǒng)之間的糾纏,即多粒子或多組份糾纏,利用它可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程克隆(telecloning)、可控密集編碼、共享秘密量子態(tài)以及減小通訊復(fù)雜性等.量子信息最早起源于研究單粒子分離變量系統(tǒng),近期擴(kuò)展到具有無限維希爾伯特空間的連續(xù)變量體系.連續(xù)變量量子通訊具有比特效率高等潛在優(yōu)越性,所以引起了廣泛的研究興趣.但與分離變量相比,連續(xù)變量量子通訊的實(shí)驗(yàn)研究相對滯后.我們利用連續(xù)光場的正交分量量子糾纏特性,進(jìn)行了連續(xù)變

2、量量子密集編碼,多組份糾纏態(tài)光場產(chǎn)生,受控密集編碼量子通訊等實(shí)驗(yàn)與理論研究,主要內(nèi)容如下:1.利用非簡并光學(xué)參量放大器從實(shí)驗(yàn)上產(chǎn)生了兩種明亮EPR糾纏態(tài)光場.參量放大過程產(chǎn)生的糾纏光束具有正交振幅正關(guān)聯(lián)、正交位相反關(guān)聯(lián)的特性,乘積關(guān)聯(lián)度為0.727±0.004<1;改進(jìn)光源后,利用參量反放大(deamplification)過程產(chǎn)生了正交振幅反關(guān)聯(lián)、正交位相正關(guān)聯(lián)的明亮EPR糾纏光束,乘積關(guān)聯(lián)度達(dá)到0.332±0.003<1.2.利用明

3、亮EPR光束和一種相對簡潔的解碼方式(Bell態(tài)直接探測),實(shí)現(xiàn)了無條件連續(xù)變量量子密集編碼.3.利用運(yùn)轉(zhuǎn)于參量反放大狀態(tài)的NOPA和偏振分束棱鏡及半波片,從實(shí)驗(yàn)上產(chǎn)生了完全不可分的明亮三組份糾纏態(tài)光場,所產(chǎn)生的糾纏態(tài)具有三模正交振幅分量和與相對正交位相分量差的起伏方差低于散粒噪聲極限的特性.4.從理論上提出了利用兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)于參量反放大狀態(tài)的NOPA產(chǎn)生四組份糾纏態(tài)的方案.基于所得的四組份糾纏態(tài),我們也提出了一種連續(xù)變量量子密集編碼通訊網(wǎng)