分散腔 QED 中连续外部泵浦纠缠相干态的条件合成

分散腔 QED 中连续外部泵浦纠缠相干态的条件合成

一、Conditional Synthesis of Entangled Coherent States with Continuous External Pumping in a Dispersive Cavity QED(论文文献综述)

肖骁琦[1](2013)在《基于关联光学的精密测量理论和方法研究》文中研究表明上个世纪80年代诞生的量子信息学在最近的三十几年里得到了飞速发展,各种量子信息处理方案先后被提出,量子信息学在诸多领域不断地得到完善和发展,同时也带动各种相关的实验技术不断发展成熟。其中,以光学系统为基础的各种量子技术,较其他方法得到了更快的发展,因为光场易于传输,且相对成熟的光电技术为非经典光场的制备与检测提供了必要的实验基础。在其不断发展的过程中,光场的关联特性逐渐得到了人们越来越多的关注,并且在测量和成像等方面表现出独特的优势。本文围绕着光场关联特性在测量上的应用的一些热点问题展开研究,主要讨论了形如(|N0+|0N)/√2的双模路径纠缠光子数态,即多光子NOON态的制备和超出散粒噪声极限的光学陀螺两方面的问题,主要内容有:1.基于腔量子电动力学技术的多光子NOON态制备近年来,理论和实验研究发现利用处于路径纠缠的光子数态,即所谓的“NOON”态,的光场可以达到海森堡测量极限。然而,目前实验上能制备的NOON态所含的光子数比较少,无法满足实际测量的需求。如何制备含有大量光子的NOON态成为了一个亟待解决的问题。因此,本文提出了两个利用腔QED技术制备多光子NOON态的方案。(a)利用原子与腔场之间的Bragg散射可以将原子束相干的分为两束,分别进入空间分离的两个光学腔中,从而得到在两个空间模之间的纠缠。随后,通过一个受激拉曼跃迁过程在其中一个腔中产生光子数态,由此得到两个空间模之间纠缠的光子数态。(b)通过原子与腔场之间的相互作用,可以对双面腔的反射率和透射率进行调制。因此,利用一个阶梯型三能级原子与单模双面腔之间的相互作用,可以制备出一个两个空间模之间纠缠的光场。将这个纠缠光场用于激发分别囚禁于两个空间分离的腔中的原子系宗,使其辐射光子,从而制备出多光子NOON态。与以往工作相比,这两个方案提高了NOON态光场中的光子数目,减低了对腔寿命时间的限制,同时也降低了实际操作中的复杂度。2.以双模压缩相干态光场为光源的光学陀螺研究表明利用光场关联性质可以将干涉测量灵敏度由散粒噪声极限提高至海森堡极限,则以干涉为基础的传感器的测量精确度也可以进一步提高的。为此,我们就如何提高相位敏感型光学陀螺的测量精确度问题展开研究。从实际应用的角度考虑,本文采用了强度相对来说更大,制备方法较为成熟的双模压缩相干态光场。研究显示,在这种情况下,光学陀螺的测量灵敏度不仅与压缩参数有关,而且也会受到制备双模压缩光场的初始相干光场的复振幅相位影响。当陀螺光源为孪生光束时,光学陀螺的测量灵敏将会突破散粒噪声极限,在信噪比、动态范围等方面均显示出极大的优势。在灵敏度相等的情况下,相对于传统光纤陀螺,表现出更低的噪声水平和更低的对光源强度的需求。3.噪声对超精密相位测量的影响一般来说,在噪声环境中测量精度会降低。对于以双模压缩相干态作为光源的光学陀螺,本文分别考察了光源和光传输过程中的噪声对测量灵敏度的影响。对于光源的噪声,主要分析了光源两模强度不相等和两模相位不同步两种情况下测量灵敏度的变化。同时,从能量损耗的角度对光路中的噪声进行讨论,详细分析了光路中噪声对易和非对易两种情况下测量灵敏度的变化。结果表明,噪声将会降低陀螺测量精度,但是在一定条件下通过增大压缩参数,降低由于光源的光子噪声引起的相位涨落,以弥补传输过程中其他噪声对测量灵敏度的影响。仍然可以得到超出散粒噪声极限的测量精度。

二、Conditional Synthesis of Entangled Coherent States with Continuous External Pumping in a Dispersive Cavity QED(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Conditional Synthesis of Entangled Coherent States with Continuous External Pumping in a Dispersive Cavity QED(论文提纲范文)

(1)基于关联光学的精密测量理论和方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
表格索引
插图索引
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 量子干涉
        1.2.1 单光子干涉
        1.2.2 双光子干涉
        1.2.3 量子纠缠、量子擦除和非定域性
    1.3 干涉测量
        1.3.1 干涉测量法
        1.3.2 散粒噪声极限
        1.3.3 海森堡极限
    1.4 超精密干涉测量
        1.4.1 关联光场的引入
        1.4.2 测量方案的改进
        1.4.3 非线性干涉仪
    1.5 本课题研究工作概述
    1.6 论文的内容安排
第二章 多光子NOON态制备
    2.1 概述
    2.2 腔量子电动力学基本理论
    2.3 基于原子Bragg散射的方案
    2.4 基于双面光学腔的方案
    2.5 小结
第三章 基于双模压缩相干态的光学陀螺技术
    3.1 概述
    3.2 光学陀螺模型
    3.3 双模压缩相干光场的制备
    3.4 超出散粒噪声极限的光学陀螺
    3.5 陀螺相关参数的比较与讨论
        3.5.1 相位偏置
        3.5.2 灵敏度检测极限
        3.5.3 信噪比
        3.5.4 动态范围
        3.5.5 给定灵敏度下对某些噪声的比较
    3.6 小结
第四章 噪声情况下的量子光学陀螺性能分析
    4.1 概述
    4.2 光源中的噪声
        4.2.1 强度不相等
        4.2.2 相位不同
    4.3 光传输中的噪声
        4.3.1 两光路损耗互易的情况
        4.3.2 两光路损耗非互易的情况
    4.4 小结
第五章 总结与展望
参考文献
简历
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

四、Conditional Synthesis of Entangled Coherent States with Continuous External Pumping in a Dispersive Cavity QED(论文参考文献)

  • [1]基于关联光学的精密测量理论和方法研究[D]. 肖骁琦. 上海交通大学, 2013(07)

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