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四组份不同频率连续变量纠缠态光场的产生.docx
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四组份不同频率连续变量纠缠态光场的产生.docx
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摘要
量子纠缠态是开展量子信息工作的核心资源。提出在一块光学超晶格中通过有注入信号的
非简并光学参量振荡级联一个和频过程,可以产生不同频率的四组份连续变量纠缠态光场的
可行实验方案。首先泵浦光和注入信号光通过差频过程产生闲置光。然后泵浦光和闲置光
在同一块光学超晶格中通过级联和频过程产生和频光。根据多组份连续变量纠缠的判定方
法,从理论上证明泵浦光、信号光、闲置光与和频光场之间的量子纠缠特性。四组份纠缠特
性随泵浦功率的增大而减弱,另外选取较大的注入信号功率、级联非线性过程的耦合参数和
泵浦光衰减常数可以得到较好的四组份纠缠光场。该实验方案只用到一块光学超晶格就可
以产生四色连续变量纠缠态光场,实验装置简单。
Abstract
The quantum entangled state is the key resource of quantum information. A feasible
experimental scheme is proposed that a sum-frequency process is cascaded by a non-
degenerate optical parametric oscillation with an injection signal in an optical superlattice,
which can generate quadripartite continuous variable entangled light fields with different
frequencies. First, the pump light and the injected signal light generate idle light through
the difference frequency process. Then, the pump light and idle light generate sum-
frequency light through a cascaded sum-frequency process in the same optical
superlattice. According to the determination method of multi-component continuous
variable entanglement, the characteristics of quantum entanglement among pump light,
signal light, idle light, and sum-frequency light field are theoretically proved. The
quadripartite entanglement characteristic decreases with the increase of pump power,
and a better quadripartite entangled light field can be obtained by selecting larger
injection signal power, coupling parameters of cascade nonlinear process and pump light
attenuation constant. In this experimental scheme, a four-color continuous variable
entangled light field can be generated by using only one optical superlattice, and the
experimental device is simple.
1 引言
量子纠缠态既可以作为量子通信中的信息载体,又可以作为量子比特进行量子计算,是开展
量子信息工作的核心资源。如何制备出较好的多组份量子纠缠态是量子信息学科研究的热
点课题之一。近年来,连续变量纠缠引起了科研人员的广泛关注。通过光学参量放大过程可
以产生两组份连续变量纠缠态光场
[1-4]
。利用非简并光学参量振荡同样可以得到信号光与闲
置光的两组份连续变量纠缠态光场
[5-10]
。当光学谐振腔工作在阈值以上时,可以得到泵浦
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