雙量子系統(tǒng)糾纏態(tài)的制備方法及其特性研究.pdf

1、在量子通信、量子計算和量子密碼學等領域，量子糾纏態(tài)是極其重要的信息源，所以研究量子糾纏態(tài)的制備過程以及制備系統(tǒng)的特性也顯得尤為重要。本論文基于兩種糾纏態(tài)制備的技術:部分受激拉曼絕熱通道法和自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換，研究了雙量子系統(tǒng)中的控制脈沖的設計、系統(tǒng)特性以及光學系統(tǒng)中糾纏雙光子態(tài)的頻率關聯(lián)特性、糾纏特性和干涉特性等，論文的主要研究內(nèi)容可分為以下四部分:
　　一、在雙原子系統(tǒng)中，首先推導出被控系統(tǒng)的方程，然后基于部分受激拉曼絕熱通道法原理

2、，改進了半反直覺脈沖序列(HCI)，設計了半直覺脈沖序列(HI)，作用于由自旋1/2原子的四能級封閉量子系統(tǒng)，實現(xiàn)了糾纏態(tài)的制備。為更好地分析基于部分受激拉曼絕熱通道原理制備糾纏態(tài)的優(yōu)缺點，基于π脈沖動力學方法的原理，設計了能實現(xiàn)糾纏態(tài)制備的π脈沖序列作為對比。
　　二、通過對仿真實驗的分析，確定了HCI和HI脈沖序列中能夠?qū)崿F(xiàn)糾纏態(tài)制備的脈沖幅值和一系列的相對相位值。通過對系統(tǒng)狀態(tài)隨控制脈沖作用時間和控制脈沖面積變化的曲線的分析

3、，對比了HCI脈沖序列、HI脈沖序列和基于π脈沖原理設計的π脈沖序列作用下的量子系統(tǒng)的抗干擾性強弱和量子終態(tài)的保真度大小等方面的特性。通過理論推導求出三種控制脈沖作用下的系統(tǒng)終態(tài)與各控制參數(shù)之間的數(shù)值表達式。
　　三、在光學系統(tǒng)中，為分析自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的糾纏光源的頻率關聯(lián)特性以及糾纏特性，從而更好地指導實驗中的自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程提高糾纏光源的亮度，基于雙光子聯(lián)合光譜函數(shù)，研究了:分別以脈沖光和連續(xù)光作為自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換泵浦源時，

4、下轉(zhuǎn)換雙光子的波光頻譜對稱性及自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換雙光子的關聯(lián)特性;當以脈沖光作為自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換的光源時，脈沖光的帶寬和晶體的厚度對下轉(zhuǎn)換聯(lián)合光譜的影響;參數(shù)如何選擇會使產(chǎn)生頻率正關聯(lián)且對稱、不關聯(lián)且對稱的具有特殊特性的雙光子態(tài)，這些具有特殊特性的雙光子態(tài)在具體實踐中有較多的需求。
　　四、為了更好的指導自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換過程提高糾纏光源的干涉可見度，本論文通過作圖研究了相位匹配函數(shù)的對稱性對信號光子和閑置光子的單光子譜一致性的影響，并分析