1. 本选题研究的目的及意义

量子纠缠是量子力学中最令人惊奇和费解的现象之一，它描述了两个或多个粒子之间存在的一种特殊的关联，即使它们在空间上相距很远，也能表现出相互影响的行为。

这种非局域的关联性使得量子纠缠在量子信息科学中扮演着至关重要的角色，为量子通信、量子计算和量子精密测量等领域带来了革命性的突破。

连续变量纠缠态作为量子纠缠的一种重要类型，其纠缠特性表现在两个或多个连续变量的量子关联上，例如光的正交振幅或相位。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着量子信息科学的快速发展，连续变量纠缠态的制备和应用成为了国内外研究的热点。

1. 国内研究现状

国内学者在连续变量纠缠态的制备方面取得了一些重要进展，例如中国科学技术大学的研究团队利用周期极化铌酸锂波导实现了高效的参量下转换过程，并成功制备了高纠缠度的连续变量纠缠态[1]。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题拟从以下几个方面开展研究：
1.理论基础:深入研究连续变量纠缠态的定义、性质以及表征方法，构建基于圆形截面波导阵列的参量下转换过程的理论模型，分析波导结构参数、泵浦光特性等因素对纠缠态产生效率的影响。

2.数值模拟:利用有限元分析等数值模拟方法，对不同结构参数的圆形截面波导阵列进行仿真分析，优化波导尺寸、阵列排布等参数，以实现高效的参量下转换过程，并预测纠缠态的产生效率和品质。

3.实验验证:搭建实验平台，利用参量下转换过程在圆形截面波导阵列中制备连续变量纠缠态，通过实验验证理论模型和数值模拟结果，并对产生的纠缠态进行表征，评估其质量和性能。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。

首先，我们将深入研究连续变量纠缠态的理论基础，包括其定义、性质、表征方法以及参量下转换过程的量子理论。

在此基础上，我们将建立基于圆形截面波导阵列的参量下转换过程的理论模型，分析波导结构参数、泵浦光特性等因素对纠缠态产生效率的影响，并推导出相关的理论公式。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出了一种基于圆形截面波导阵列的新型连续变量纠缠态光源方案。

与传统的块状晶体相比，波导结构具有更高的非线性光学效率、更小的体积以及更好的可集成性，为实现片上集成的量子光源提供了新的思路。

2.系统地研究了圆形截面波导阵列中的参量下转换过程及其对纠缠态产生的影响。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 周志远, 郭光灿. 量子纠缠及其应用[j]. 中国科学: 信息科学, 2021, 51(8): 1187-1207.

[2] 郭红岩, 孙方稳, 周志远, 等. 基于参量下转换的连续变量多组份纠缠[j]. 物理学报, 2017, 66(15): 154203.

[3] 李勇, 郭光灿. 连续变量量子信息[j]. 物理, 2016, 45(9): 565-574.