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Abstract
State Key Laboratory of Integrated Services Networks, Xidian University, Xi’an 710071, China
A scheme of an optical quantum Fredkin gate is presented based on weak cross-Kerr nonlinearity. By an auxiliary coherent state with the cross-Kerr nonlinearity effect, photons can interact with each other indirectly, and a non-demolition measurement for photons can be implemented. Combined with the homodyne detection, classical feedforward, polarization beam splitters and Pauli-X operations, a controlled-path gate is constructed. Furthermore, a quantum Fredkin gate is built based on the controlled-path gate. The proposed Fredkin gate is simple in structure and feasible by current experimental technology.
光电子快报（英文版）
2016, 12(5): 395
1 西安电子科技大学 综合业务网理论与关键技术国家重点实验室, 陕西 西安 710071
2 密歇根州立大学 电子与计算机系, 美国 密歇根州 东兰辛 48824
提出了一种基于统计理论的新颖和高效的量子检测技术,并通过仿真验证方案的可行性.仿真结果表明,该方案较现有方案更高效,更安全.考虑到方案的完整性,文中建立了链路模型以获得方案的阈值.
效率 量子密钥分发 统计理论 阈值 efficiency quantum key distribution statistical theory threshold
西安电子科技大学 综合业务网理论与关键技术国家重点实验室, 陕西 西安 710071
提出了一种新的近红外多用户量子密钥分发中波长交换方案, 解决了量子网络中信息交互难题; 分析了交换过程中近红外单光子束的偏振变换; 仿真了波长交换效率和泵浦光功率之间关系.仿真结果表明, 该方案可行并且高效.
近红外 量子密钥分发 波长交换 偏振不变 near-infrared quantum cryptography wavelength switching unchanged polarization
西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室, 西安 710071
基于周期极化铌酸锂波导，提出了一种采用和频产生与差频产生级联的全光单光子波长变换方案.在海森堡绘景下,通过非线性变换过程的哈密顿量求解了目标单光子信号的湮灭算子，进而根据变换前后的光子数算符之比得到了单光子波长变换的效率.分析了和频产生过程以及差频产生过程中单光子的转换效率与泵浦功率之间的关系，证明了存在最佳泵浦功率使得量子态能够完全转移.数值分析结果表明，当上变换（和频产生）泵浦光功率为65 mW、下变换（差频产生）泵浦光功率为150 mW时，由1 550 nm到1 530 nm的单光子波长变换可达到61%的转换效率.给出了级联单光子波长变换的实验装置，包括周期极化铌酸锂波导、泵浦激光、准单光子信号源、滤波等光学元器件、单光子探测器和同步线路.
全光单光子波长变换 和频产生 差频产生 周期极化铌酸锂波导 All-optical single-photon wavelength conversion Sum-Frequency Generation(SFG) Difference-Frequency Generation(DFG) PPLN waveguide
