论文摘要
光量子纠缠态是指具有量子关联的两个组分的光子或光场所处的量子态。将光量子纠缠态中的一个组分在原子介质中进行存储,即可获得光-原子量子纠缠态。该光-原子纠缠态是实现量子中继,构建量子通讯网络的核心资源。光与原子系统是相对纯净的量子力学体系,能够为研究量子物理基本原理提供直接的易于观测的方法,被认为是用于研究量子信息科学的重要的物理系统。自从2001年段路明等人提出DLCZ（Duan,Lukin,Cirac,Zoller）量子信息远距离传输方案之后,基于原子系综的量子中继引起了大家关注,光与原子的纠缠也成为一个研究热点,近些年来这些研究的进展很快,在实验中演示了不同的方案,比如光子与自旋波空间模式的纠缠、光子与自旋波内态的纠缠、光子轨道角动量与自旋波角动量的纠缠等实验。本论文的研究内容是基于87Rb冷原子进行的,研究了写光场在激发的背景噪声下对量子信号的影响,通过改变写光功率的大小,调节激发率,在合适的条件下,制备高保真度的光与原子纠缠源。通过对实验操作模式进行改进,使用反馈的机制,增强了光与原子纠缠产生率。本文的主要内容有:（1）首先介绍了光量子信息技术的相关概念,光量子存储的相关概念,比较了EIT（Electromagnetically Induced Transparency）存储方案和Raman储存方案,最后回顾了近些年来的一些光与原子纠缠产生的实验方案。（2）介绍了存储介质铷原子的物理性质,磁光阱俘获冷原子的方法,光场和磁场对冷原子的影响,研究了写激发率对光与原子纠缠源的影响以及磁场对原子自旋波存储寿命的影响。（3）在87Rb冷原子介质中开展了光与原子纠缠产生的实验研究,介绍产生光与原子纠缠产生的实验装置,分析了写光场激发的背景噪声对光场量子信号的影响,测量了写激发率对制备光与原子纠缠的影响,高激发率会影响纠缠源质量,实验中将写光功率控制在120μW时,写激发率约为1%时,测得Bell参数S的值为2.6,又测量了纠缠源的保真度为87.9%,存储寿命为80μs。自旋波态的产生依赖于拉曼散射过程,为了抑制高阶事例的发生,纠缠产生的概率被控制的很低,因此要提高实验装置的效率,使用高效反馈机制有助于提高纠缠产生率,本文介绍了实验中DLCZ两种方案的运行原理,在正常时序模式下和在反馈时序模式下,光与原子纠缠产生率差异,通过反馈调节提高了光与原子纠缠产生率。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 张浩毅
导师: 王海,李淑静
关键词: 方案,自发拉曼散射,光与原子纠缠,写激发率,反馈控制
来源: 山西大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学,物理学
单位: 山西大学
分类号: O431.2;O562
DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.001020
总页数: 63
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