基于光子晶体光纤的高纯度量子关联光子对的制备

使用脉冲光在室温下抽运一根长1 m的高非线性光子晶体光纤,产生了中心波长分别位于830 nm和1411 nm的具有量子关联性的闲频与信号光子.实验中闲频和信号通道的带宽分别是15 nm和35 nm.对单通道光子计数率的拟合结果显示光子几乎全部来源于光纤中的自发四波混频过程,未受到Raman散射噪声的影响.当闲频和信号通道的光子产生率约为每脉冲0.0085个时,测得符合计数率与随机符合计数率的比值为102,接近理论极限,不仅证明了光子对的低噪声性,而且表明所产生的光子对本身具有窄带频谱特性,因而实验中对其收集效率很高.此外,这种高纯度关联光子对还联接了不同波段,在量子信息技术中有着潜在的应用.

冷原子系综中量子关联光子对的产生

本文在87 Rb冷原子系综中通过自发拉曼散射过程进行了量子关联光子对产生的实验研究,测量了关联光子对的产生率和二阶关联函数g(2)随写光激发率、读光功率以及写光失谐等实验参数的关系曲线。结果表明:随着写光激发率的增加,光子对产生率线性增加,g(2)则不断减小;在小的读光功率处,光子对产生率和g(2)随着读光功率增加而增大,当读光功率超过30 mW后,产生率和g(2)随着读光功率增加反而有所下降;写光频率失谐为-5 MHz时光子对产生率和g(2)均达到最低,增大或减小写光失谐产生率和g(2)均逐渐增加。通过选取合适的实验参数,光子对产生率达到18对/秒,同时g(2)为106。本文的研究结果为产生高质量的纠缠源提供了实验基础。

基于不同种类光纤的量子关联光子对源输出特性比较

基于光纤中自发四波混频过程的量子关联(光子源)对近年来得到了广泛的关注和深入的研究,展现了其在量子信息处理中的应用潜力。由于不同的信息处理任务对关联光子对的特性具有不同的要求,本文对基于色散位移光纤、标准单模光纤、光子晶体光纤以及微纳光纤产生的关联光子对的特性进行了比较。文中通过分析各类光纤介质所产生的关联光子对的纯度、波段和频谱关联性等,指出了采用不同光纤为非线性介质时具有的优势和局限性,从而为探索基于光纤的量子关联光子对源在量子信息处理中的应用提供了参考和依据。

基于光纤中三阶非线性效应的量子关联光子对制备

光纤中的三阶非线性效应可用于多种量子态的制备,为量子信息的研究提供了一种有效的工具。光纤波导结构具有非线性作用长度长以及传输损耗低的特点,这可使非线性效应显著增强;而且波导结构中所产生的量子态具有纯净的空间模式,这有利于量子态的收集和操控;此外现有光纤和光纤器件具有工艺成熟、稳定高效和成本低廉的特点,这使得基于光纤的量子光源具有小型化、低成本以及可与现有光纤网络高效集成的优势。对基于光纤的量子关联光子对的制备工作进行回顾,主要内容包括利用不同种类的光纤实现不同波段、不同频谱特性的关联光子对,以及不同自由度的纠缠关联光子对。