利用参量下转换级联双倍频产生多色纠缠态开题报告
2021-12-27 21:33:35
全文总字数：3306字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
量子纠缠是量子力学区别与经典物理的最显著特征之一。量子纠缠是量子信息学中重要的基本资源，并且还能验证量子力学的基本问题。量子纠缠在量子信息学中的两大领域——量子计算和量子通信中有着广泛的应用。正是因为量子纠缠的特性使得量子计算和量子通信具有区别于经典计算和经典通信的优越性。因此，对于量子纠缠的定性和定量以及制备各种量子纠缠态的研究是非常有意义的工作。
纠缠可以分为两大类一类是分离变量纠缠,如存在于单光子之间的偏振纠缠，时间纠缠等等，另一类是连续变量纠缠,如通常说的存在于光场的具有连续谱的正交分量之间的纠缠。
在量子光学的研究领域，非经典光场的产生及应用是一个国际前沿的研究课题。非经典光场在量子测量和量子通讯中发挥着重要的作用,广泛地应用在亚散粒噪声的精密光学测量、量子非破坏测量、量子离物传态、量子密集编码、量子密码术等方面。为了建立量子通讯网络,有必要开展多组份纠缠的研究,利用多组份纠缠可以实现量子离物传态网络、远程克隆、可控密集编码等等。
2. 研究的基本内容
1.本课题首先介绍了光学超晶格的制备及其应用，另外介绍了纠缠源的产生及其在量子信息中的应用。此外，重点讨论了利用级联非线性过程产生连续变量纠缠态的方案，并提出了利用参量下转换过程级联双倍频过程产生多色连续变量纠缠态的方案。
2.完成毕业论文一篇，内容及排版符合南京信息工程大学本科毕业论文要求。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
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实行方案： 首先设计光学超晶格的结构参数，使其能满足参量下转换级联双倍频过程的发生，然后写出相互作用方程，并得到稳态解，在稳态区域讨论两束下转换光，和两束倍频光的四组份纠缠特性，分析纠缠性质随系统参数的变化关系。
进度安排： 2016年9月至11月 与老师讨论，搜集各种参考资料并初选题目。 2016年11月至12月 与老师讨论并确定题目，布置学年论文的开展的具体方案。 2016年12月至2017年1月 根据与老师讨论结果及自己总结完成开题报告及学年论文的初稿。 2017年1月 完成开题报告及学年论文的修改并提交结果。 2017年2月上旬2017年3月至中旬 以学年论文为基础，开展毕业论文相关工作，开始理论设计波导阵列结构及相关参数的计算，并开始利用此波导阵列产生连四色六组份续变量纠缠的相关计算工作。 2017年3月中旬至4月中旬 整理前阶段的准备材料及计算结果开始毕业论文的撰写，并完成初稿交给老师。 2017年4月中旬到2017年5月上旬 对初稿中存在的问题以及老师提出的意见进行修改，完成最终定稿。
2017年5月中下旬 完成毕业论文的撰写，准备答辩。
预期效果： 1、了解光学超晶格的制备及应用 2、了解纠缠源的产生及其在量子信息中的应用 3、了解纠缠态的概念及分类，产生连续变量纠缠态的方案及几种判据 4、了解利用级联非线性过程进行激光变频及产生连续变量纠缠态的优势
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4. 参考文献
| [1]王东，非简并光学参量振荡器输出场量子纠缠特性的理论与实验研究，山西大学博士论文，（2008） [2]谭爱红，纠缠光场的频率变换与TTPC纠缠态的产生，山西大学博士论文，（2008） [3]邹金花，多色电磁感应透明与量子纠缠态的制备，华中师范大学博士论文，（2009） [4]S.Zhai,R.Yang,K.Liu,H.L.Zhang,J.X.Zhang,and J.R.Gao,“Bright two-color tripartite entanglement with second harmonic generation”,Optical Society of America,(2009) [5]Y.Yu and H.Wang,“right three-color continuous variable entanglement generated by a cascaded sum-frequency process in an optical cavity”,Optical Society of America,(2011) [6]刘艳花，基于非线性频率转换的全固态激光器研究，南京大学硕士论文，（2012） [7]Y.Gu,G.Q.He and X.F.Wu,“Generation of six-partite continuous-variable entanglement using a nonlinear photonic crystal by frequency conversions”,Physical Review,(2012) [8]J.F.Wang,L.H.Xu,Y.N.Zhang,F.Gu,and H.Y.Wu,“Generation of bright three-color tripartite continuous variable entanglement via the sum-frequency generation”,Optics Communications,(2015) |
