1 西南交通大学 物理科学与技术学院 四川 成都 610031
2 西南交通大学 物理科学与技术学院 四川 成都 610031
量子纠缠态经级联环境中演化的量子非局域关联检验研究具有重要的现实意义。基于Hardy-type佯谬检验方案, 本文分别以两比特量子纯态和混合态为研究对象, 研究了其在级联环境中演化后的量子非局域关联检验情况。分析了纠缠态和腔的耦合强度、腔和库的耦合强度比值κ/γ以及马尔科夫环境和非马尔科夫环境对量子非局域关联检验的影响情况。结果表明, 在马尔科夫环境中, 且κ/γ越小, 成功进行量子非局域关联检验的演化时间越长。进一步给出了量子混合态能够成功进行量子非局域关联检验的混合度参数m的范围, 并给出了量子混合态经级联环境演化后, 可成功进行量子非局域关联检验的演化时间范围。
量子非局域关联检验 级联环境 Hardy-type佯谬 量子纯态 量子混合态 quantum nonlocal correlation testing hierarchical environment Hardy-type paradox quantum pure state quantum mixed state 量子光学学报
2023, 29(3): 030101
西南交通大学 物理科学与技术学院, 四川 成都 610031
由于轨道角动量纠缠态从理论上可构成一个无限维的量子纠缠态, 因此基于其进行的量子非局域关联检验研究, 对验证量子力学理论的正确性具有重要的意义。然而, 在实验制备量子态过程中, 受环境噪声等的影响, 制备的轨道角动量纠缠态通常为混合态。本文就从阐述基于Hardy定理的、可适用于轨道角动量混合态的量子非局域关联检验逻辑出发, 从理论上分别进行了一阶和二阶阶梯数的类Werner轨道角动量混合态的量子非局域关联检验研究。理论分析表明, 在一阶和二阶的情况下, 当混合程度分别满足Tr(ρ2)>0.786和Tr(ρ2)>0.651时, 轨道角动量混合态可成功地进行量子非局域关联的检验研究。另外, 本文的研究结果也表明, 使用二阶梯子的Hardy定理, 成功进行量子非局域关联的检验范围较一阶梯子将有显著的增加。
轨道角动量混合态 量子非局域关联检验 Hardy定理 orbital angular momentum mixed state quantum nonlocal correlation testing Hardy’s theorem
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China
2 Department of Physics, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China
3 Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Metrology and Sensing & School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University (Zhuhai Campus), Zhuhai 519082, China
4 Key Laboratory for Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
5 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, China
6 Center for Advanced Material Diagnostic Technology, College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China
We calculate the time-energy distribution (TED) and ionization time distribution (ITD) of photoelectrons emitted by a double-extreme-ultraviolet (XUV) pulse and a two-color XUV-IR pulse using the Wigner distribution-like function based on the strong field approximation. For a double-XUV pulse, besides two identical broad distributions generated by two XUV pulses, many interference fringes resulting from the interference between electrons generated, respectively, by two pulses appear in the TED. After adding an IR field, the TED intuitively exhibits the effect of the IR field on the electron dynamics. The ITDs during two XUV pulses are no longer the same and show the different changes for the different two-color fields, the origin of which is attributed to the change of the electric field induced by the IR field. Our analysis shows that the emission time of electrons ionized during two XUV pulses mainly depends on the electric field of the combined XUV pulse and IR pulse.
Wigner distribution two-color field time-energy distribution attosecond physics strong field approximation Chinese Optics Letters
2021, 19(12): 123201
西南交通大学 物理科学与技术学院,成都 610031
基于 Hardy 定理, 本文针对两比特“X” 态这种混合态, 进 行 了 量 子 非 局 域 关 联 检 验 研 究. 首 先, 简 要 阐述了针对任意量子态的 Hardy 定理检验逻辑, 并给出 了 进 行 量 子 非 局 域 关 联 的 检 验 方 法. 进 一 步, 本 文 以一种特定的“X” 态为例(r＝０.４７ ) , 分析 了 保 真 度 对 “X” 态 量 子 非 局 域 关 联 检 验 的 影 响, 结 果 表 明, 只 要 该“X” 态和量子纯态的保真度 F ≥０.８８５ 时, 便能成功 地 检 验 量 子 非 局 域 关 联, 且 随 着 F 的 增 加, 成 功 检 验 的程度也将增加. 最后, 本文还给出了针对任意“X” 态( 即０ ＜r＜１ ) , 能够成功进行量 子 非 局 域 关 联 检 验 的 “X” 态的条件和范围.
1 西南交通大学物理科学与技术学院, 四川 成都 611756
2 物理国家级实验教学示范中心(西南交通大学), 四川 成都 611756
利用数值仿真和实验验证方法,解释用线光源作为光源的菲涅耳双棱镜干涉实验中,狭缝必须与双棱镜棱脊平行才能观察到清晰干涉条纹的原因。基于几何光学和干涉原理,理论上得出观察屏上菲涅耳双棱镜干涉强度分布公式,通过数值模拟得到干涉条纹可见度随狭缝与棱脊夹角的变化曲线。理论分析表明,随着夹角变大,干涉可见度将出现先下降,再升高,然后再次下降的现象。最后,对理论结果进行实验验证,表明实验结果与数值模拟结果基本一致。
物理光学 干涉 菲涅耳双棱镜 可见度 激光与光电子学进展
2019, 56(23): 232601
1 西南交通大学物理科学与技术学院, 四川 成都 611756
2 西南交通大学物理实验中心, 四川 成都 611756
3 西南交通大学物理国家级实验教学示范中心, 四川 成都 611756
基于三棱镜折射率的测量原理, 采用最小偏向角法、掠入射法和垂直底边入射法对折射率相对不确定度进行理论研究。结果表明, 折射率相对不确定度随三棱镜顶角的增大而减小, 不同波长的光对折射率相对不确定度的影响较小, 折射率的相对不确定度随角度测量不确定度的增加而变大。而且在使用最小偏向角法时, 最小偏向角位置附近偏向角随入射角的改变变化不明显, 但偏向角不明显变化的范围随三棱镜顶角的增大而减小。最后, 给出了可获得折射率最小相对不确定度的最优方案, 为三棱镜折射率的精确测量提供了理论依据。
测量 折射率 分光计 棱镜 不确定度 激光与光电子学进展
2017, 54(12): 121201
1 西南交通大学物理科学与技术学院量子光电实验室, 四川 成都 610031
2 中山大学物理科学与工程学院光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
空间光调制器(SLM)使用波长范围较窄、衍射效率不高，限制了高质量螺旋光束研究的开展。鉴于此，提出一种有效的SLM优化方法，可极大地提高基于SLM制备螺旋光束的光束质量。以650 nm波长激光为例，制备了具有不同轨道角动量值的螺旋光束。通过实验分析螺旋光束的强度分布、衍射效率等特征，证明了该优化方法的有效性。
衍射 轨道角动量 螺旋光束 空间光调制器 优化
量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
利用自发参量下转换产生的信号光与闲置光光子对的动量关联特性可以实现量子鬼成像，有限的测量带宽限制了量子鬼成像的物像空间范围。本文利用飞秒脉冲泵浦I类非共线匹配的自发参量下转换过程产生关联光子对，从量子鬼成像出发，分析了实验过程中测量带宽对量子鬼成像所造成的影响，指出量子鬼成像的结果将受到测量所使用的滤波器线型的影响。最后，文章给出了利用滤波器线型归一化的修正方法，并给出了归一化修正后的量子鬼成像实验结果。
自发参量下转换 鬼成像 测量带宽 SPDC ghost imaging detection bandwidth
量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学光电所, 山西 太原 030006
在理论上分析了飞秒脉冲泵浦的Ⅱ类共线的自发参量下转换信号光与闲置光光谱的分布特征。由于非线性晶体色散的影响,信号光与闲置光光谱分布不完全相同,且这种差异会随着泵浦谱宽的增加而加大。同时在实验上测量了Ⅱ类共线匹配的下转换信号光与闲置光的光谱分布。将理论分析与实验结果进行对比,变化趋势是一致的。本文对连续变量单光子探测中的模式匹配及光子对四阶干涉的条纹可见度等相关量子光学测量有一定的指导意义。
飞秒脉冲 自发参量下转换 光谱分布 femtosecond pulse spontaneous parametric down-conversion spectrum distribution
山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西太原,030006
分析了泵浦光的谱宽以及测量所选用的滤波器的带宽对下转换产生的信号光和闲置光分布范围影响.分别给出当泵浦为单色波和飞秒脉冲时下转换的分布范围和符合宽度范围.并将理论结果与飞秒脉冲泵浦的自发参量下转换(SPDC)实验进行了对比,理论与实验基本吻合.
谱宽 自发参量下转换 分布范围 符合计数
