Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Information and Optoelectronic Science and Engineering, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Guangdong Polytechnic Institute, Guangzhou 510091, China
The quantum key distribution (QKD) network is a promising solution for secure communications. In this paper, we proposed a polarization-independent phase-modulated polarization encoding module, and it can be combined with a dense wavelength division multiplexer (DWDM) to achieve multi-user QKD. We experimentally test the encoding module with a repetition rate of 62.5 MHz, and its average quantum bit error rate (QBER) is as low as 0.4%. Finally, we implement a principle verification test for simultaneous QKD for 1 to 2 users in 100 min, and the average QBER of two users under the transmission distance of 1 km and 5 km is kept below 0.8%. Due to the use of polarization encoding, the module can also realize scalable network architecture in free-space QKD systems in the future.
quantum key distribution polarization encoding wavelength division multiplexing quantum networks Chinese Optics Letters
2022, 20(12): 122701
1 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种在光学系统中利用弱值放大和后选择来模拟搜索算法的方案。该方案将数据库编码在入射光束的横向坐标上,在光束的偏振态上进行预选择与后选择。首先讨论了一般型入射光束并获得一些结果,然后对高斯型入射光束进行了分析。结果表明通过适当地选择辅助系统的后选择态并且利用弱值放大,有可能仅用一次迭代就实现对数据库的搜索。
华南师范大学信息光电子科技学院, 广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
在光纤中传输的光信号,其偏振态(SOP)会受到外界环境的影响而发生随机变化,因此在偏振复用光纤通信系统、偏振编码光纤量子密钥分发(QKD)等系统中,需要插入光纤信道偏振补偿模块对光纤中随机双折射效应引起的偏振态变化进行实时补偿,以保证相应通信系统能够正常工作。根据波分复用光纤信道偏振补偿的理论模型,实现了偏振态相互共轭的两路参考光的制备,采用集成化的偏振探测器对实时变化的偏振态进行检测。在此基础上,提出了一种可以实时补偿光纤信道偏振变化的实验系统,该系统可以应用于偏振复用的光纤通信系统中,也可应用于光纤QKD系统中。实验数据表明,所设计的实验系统可以保障QKD在5 km传输距离下连续稳定运行8 h以上,量子比特误码率为1.96%。
光通信 量子密钥分发 随机双折射 偏振补偿 共轭 光学学报
2020, 40(14): 1406003
Author Affiliations
Abstract
Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices (School of Information and Optoelectronic Science and Engineering); Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
We introduce a Casimir force in a conventional optomechanical system to study the high-order sideband generation. In this system, a nanosphere is placed near the moveable mirror of the conventional optomechanical system. The moveable mirror is coupled to the cavity field and the nanosphere by the optomechanical interaction and the Casimir interaction, respectively. We find that the amplitude and cutoff order of the high-order sideband can be enhanced by decreasing the sphere–mirror separation (increasing the Casimir force) and increasing the optomechanical coupling strength. Our proposal provides an alternative method for generating the high-order sidebands and for measuring the Casimir force.
120.4880 Optomechanics Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 111201
1 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
在含有克尔介质和光学参量放大器(OPA)的光机械系统中，腔中的光学双稳性与纠缠特性会受到这两种介质较大的影响。当调节非线性晶体与腔场的耦合常数时，OPA 晶体的非线性增益对系统的双稳性影响与入射光强度对双稳性的影响是相似的，然而克尔介质的三阶非线性系数对系统双稳性却有着明显不同的影响。对系统纠缠特性的研究结果表明：OPA 晶体的非线性增益系数对腔场与振动镜之间的纠缠有着增强的作用，而克尔介质的三阶非线性系数对纠缠却有着减弱的效果。
非线性光学 谐振腔 双稳性 纠缠 光学学报
2015, 35(10): 1027002
华南师范大学信息光电子科技学院 广东省光子信息技术重点实验室, 广东 广州 510006
分析了以Smolin束缚纠缠态作为通道量子态的量子秘密共享方案的安全性。给出了一个简单的来自通信方内部的截获重发攻击策略,这个攻击策略是依赖比对单量子比特测量结果的窃听检测程序所不能检测出来的。结果表明,仅以束缚纠缠Smolin态作为通道量子态的量子秘密共享方案对于来自内部的窃听攻击不是无条件的。
量子光学 量子信息 量子秘密共享 束缚纠缠Smolin态 独立相干攻击
