交叉AR反射效应的逆过程——生成路径纠缠微波必要条件

针对路径纠缠微波的生成原理尚无确切理论依据的现状制约着路径纠缠微波信号制备质量提升的问题,首先从现有路径纠缠微波信号制备方案出发,对各方案中生成路径纠缠微波的核心器件——微波分束器依次进行了分析。其次,在对比超导180°混合环、威尔金森功分器和约瑟夫森混合器这3种现有微波分束器的基础上,建立了微波分束器简化模型。最后,通过分析普通金属端口与超导体接触界面附近发生的交叉AR反射效应逆过程,从微观层面对路径纠缠微波的生成原理给出了合理且具有普适性的解释。文中的研究使得从源头上提高所制备路径纠缠微波信号的质量成为可能。

基于纠缠见证的路径纠缠微波检测方法

提出了一种基于纠缠见证的路径纠缠微波信号检测方法.路径纠缠微波是微波频段上的连续变量纠缠,介绍了利用微波压缩态和微波分束器制备路径纠缠微波的方法.根据部分转置正定判据以及2?2纠缠态密度矩阵的部分转置具有负本征值的性质,分别对常见的两种2?2纠缠进行了纠缠见证算符的构造,用于对两路信号是否为纠缠态进行判定.将连续变量纠缠的路径纠缠微波分解为大量2?2纠缠子系统叠加的纠缠态,证明其能够利用所构造的2?2纠缠见证算符来检测路径纠缠微波.同时分析了微波分束器的作用,并利用微波分束器设计了一种用于检测路径纠缠微波信号的实验方案,并在理论上分析了纠缠检测所得到的结果.结果表明,该方法能够有效检测路径纠缠微波信号,降低了检测的复杂度和计算量.本文的研究为纠缠微波的检测提供了思路.

一种生成质量最优路径纠缠微波信号的压缩参量选择方法

介绍了路径纠缠微波及其生成原理,将生成信号以量子力学算符的形式表示,并在光子数态表象下展开,定性地给出了生成信号与压缩参量之间的关系.提出了一种路径纠缠微波信号质量评价方法,即通过信号中纠缠微波光子总数的期望值表征信号的纠缠度,间接实现对信号质量的评价.基于这种信号质量评价方法,提出了一种生成质量最优路径纠缠微波信号的压缩参量选取方法:在近似确定有效纠缠微波光子数的前提下,找出生成不同微波光子数纠缠概率最大时的一组压缩参量值,进而得出各个压缩参量值所对应的一组纠缠微波光子总数的期望值,其中的最大值对应的压缩参量值即为生成质量最优信号所要选择的压缩参量值.通过理论分析,发现路径纠缠微波信号质量由压缩参量决定,且只与压缩幅有关,而与压缩角无关.仿真实验结果表明,在纠缠微波光子数的最大有效值取为"26"时,纠缠微波光子总数期望值的最大值对应的压缩幅值为1.77,即压缩幅取此值时所得到的路径纠缠微波信号质量最佳,仿真结果表明该方法是有效的.本文的研究为路径纠缠微波在实验研究和实际应用中如何生成高质量信号的问题提供了思路.

基于超导约瑟夫森结的双路径量子纠缠微波信号研究进展

量子纠缠微波信号是微波频段的连续变量纠缠态,在固态量子信息处理、量子计算机和量子通信等领域有巨大的应用前景。在超导条件下利用泵浦信号驱动约瑟夫森结可以产生纠缠微波。简述了约瑟夫森参量放大器、约瑟夫森环形调制器和约瑟夫森混合器3种参量设备,介绍了2种基于超导约瑟夫森结的双路径量子纠缠微波生成方案,比较了它们的异同,并指出了目前存在的问题,预测了纠缠微波未来的研究方向和发展趋势。

光子纠缠态在non-Kolmogorov大气湍流中纠缠退化的研究

基于non-Kolmogorov大气湍流谱理论,建立了双量子比特路径纠缠态在大气湍流中传输的数学模型,获得其纠缠退化的解析表达式,并进行了数值仿真。研究结果表明:当空间距离分布较小的双量子比特路径纠缠态在大气湍流中传输时,其纠缠度的保真度较高;同时,较长波长的纠缠光在折射率功率谱指数α较大、广义湍流折射率结构起伏结构函数C_(n)^(2)较大的non-Kolmogorov大气湍流中传输保真度较高。所建立的远距离纠缠态传输模型可定量分析纠缠退化问题,为自适应低误码率的远距离大气量子通信提供了可靠的理论参考。

光子纠缠态在海洋湍流中纠缠退化的研究

基于量子光学和Kolmogorov海洋湍流谱理论,建立了双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输的数学模型,得到了其纠缠退化的解析表达式。利用共生纠缠度度量方法,进一步数值分析了双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中的纠缠退化问题。结果表明:双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输时,其纠缠退化程度与制备该纠缠态的实验装置密切相关。空间距离分布较小的双量子比特路径纠缠态在海洋湍流中传输时纠缠保真度较高。通过数值计算进一步定量分析了多种海洋湍流因素及传输距离对纠缠态退相干问题,得出了双量子比特路径纠缠态在均方温度耗散率较低且动能耗散率较大的海洋湍流中传输时纠缠保真度较高。研究结果对基于光子纠缠态的远距离水下量子通信具有参考意义。

基于M&M′态的量子照明目标探测

在目标回波光子仍为纯态的假设前提下,推导了M&M′态的量子照明目标探测错误概率边界,并与非纠缠Fock态、NOON态进行了对比.仿真结果表明:M&M′态相对于非纠缠Fock态的探测优势仅受限于信号与闲置光路间光子数的分配比例;这使得以M&M′态作为光源的量子照明探测,能够在更大信噪比动态范围内(至少两倍于NOON态)获得优于非纠缠Fock态的目标探测性能.

基于路径长度纠缠效应的汉语有标复句层次结构自动据标划分法

在参阅相关文献的基础上,研究构建了一个具有472个复句关系词节点的现代"汉语复句搭配关系词语言网"(简称"搭配关系词语言网"),通过计算得到该网络中472个关系词节点之间的路径长度统计特征值;重点分析、研究了该搭配关系词语言网中路径长度特征值与具体复句中搭配关系词之间的"路径长度纠缠效应"。在此基础上,将"路径长度纠缠效应"与人工划分复句层次结构的据标划分法相结合,研究出一种"基于路径长度纠缠效应的汉语有标复句层次结构自动据标划分法"(简称"自动据标划分法")。通过实例验证了该"自动据标划分法"对于一般汉语有标复句层次结构的自动划分达到了实用效果。