1 山西大学物理电子工程学院，山西 太原 030006
2 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
利用量子信道和经典信道相结合的方法，采用部分脱体传输设计了连续变量量子克隆方案，在此基础上研究了克隆保真度与EPR导引之间的关系。研究结果表明：双向量子导引态是实现相干态安全量子克隆的必要资源。对于克隆输出模，取最优增益时克隆保真度超过不可克隆阈值的实现需要共享纠缠源的双向导引，但并不是所有双向导引的资源都能使克隆的保真度大于。在输出模的最优增益下，观察了输出模和输出模的保真度随分束器反射率和压缩参数的变化，发现使用纠缠度较小但可导引的资源可以实现较高的克隆保真度，且克隆过程中也不需要较高的反射率。此研究结果对安全量子通信网络的构建具有一定的参考意义。
量子光学 量子克隆 量子关联 双向导引
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学光电子研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006
多组分EPR导引可以通过操控不同量子节点中的信息来实现安全量子网络,是安全量子网络的核心资源。通过在连续变量光场中加入分束器模拟损耗和高斯噪声的方式实现了多组分EPR导引。通过建立多组分纠缠态间的协方差矩阵,量化了纠缠态间的EPR导引特性。此外,研究了EPR导引参数随高斯噪声及分束器透射率的变化关系, 实现了不同模式间的单向EPR导引,为实现安全量子通信的单向性提供了参考。
量子光学 EPR导引 单向导引 不对称性 噪声 量子网络 中国激光
2021, 48(20): 2012001
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 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
不同用户之间的信息操控关联性在安全量子通信中具有重要的意义。EPR导引是安全量子网络中必要的资源,即一方可以利用共享的纠缠来导引相距遥远的另一方。提出一种基于纠缠交换的量子开关方案,在两个空间分离的EPR纠缠交换过程中,设置一个可调谐分束器作为控制开关,观察了EPR导引方向与可调谐分束器反射率的依赖关系,并研究了不同用户之间导引方向的操控。该方案对安全量子通讯具有参考价值。
量子光学 EPR导引 量子开关 不对称性 纠缠交换 量子通讯 光学学报
2021, 41(16): 1627002
1 山西大学物理与电子工程学院, 山西 太原 030006
2 山西大学光电子研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引是一种特殊的量子现象,允许纠缠系统中的一方导引另一方,在单向的安全量子网络通信、量子秘密共享等量子协议中具有潜在的应用价值。基于连续变量两组分纠缠交换方案,对完成纠缠交换的两组分系统通过非对称调制和单端噪声引入两种方式,建立协方差矩阵,对最终输出的两组分纠缠量子态间的EPR导引特性进行分析和比较。研究量子系统中两组分EPR导引特性在两个模式间的变化情况,以及连续变量纠缠交换后两组分EPR导引参数随经典调制因子及噪声大小的变化关系,此理论研究结果为安全量子通信的实现提供了可行性参考。
量子光学 EPR导引 纠缠交换 连续变量
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)导引展现出一种不同于量子纠缠态与Bell非局域性的量子非局域性,其中单向EPR导引在量子秘密共享中尤为重要。提出了一种通过在EPR纠缠态的一方增加噪声来改变EPR导引特性的方案,在引入噪声之后,分析了导引参数与可变分束器的反射率之间的关系,并研究了EPR导引的方向由双向到单向的改变过程。该研究对非对称的量子非局域性操控以及量子信息传递过程中的量子控制具有重要意义。
量子光学 EPR导引 噪声 非对称性 量子信息
1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 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
本文提出了一种基于线性光学的多通道混合纠缠态方案。最初的混合纠缠态是在连续变量猫态和分离变量单光子量子比特之间产生。该方案基于线性光学元件,利用分束器在初始混合纠缠态基础上产生多通道混合纠缠态(M组)。在此基础上,对每对混合纠缠态相对初始混合纠缠态的保真度进行了计算,并分析了保真度随所分份数多少及猫态大小的变化关系。这种多通道混合纠缠态将会为涉及分离变量与连续变量的多通道量子信息传输及存储、量子网络节点信息分布等提供重要的资源。
线性光学 混合量子信息 量子网络 Linear optics Hybrid quantum information Quantum networks
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
提出了一种基于线性光学的双通道混合纠缠操控方案。该方案利用可调分束器（VBS）制备了双通道混合纠缠态，通过调节VBS的分束比实现了混合纠缠态的纠缠操控，并分析了猫态大小对保真度的影响。该方案为多通道混合纠缠态的制备及其在混合量子通讯中的应用提供了理论参考。
量子光学 量子信息 线性光学 混合光学处理 混合量子通讯 中国激光
2016, 43(11): 1112002
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
分析了用级联的两个I类倍频腔产生的三色三组份纠缠光源纠缠特性，结果表明：第一个腔的反射抽运场，第二个腔的反射抽运场和第二个腔的输出倍频场之间是关联的，并给出了纠缠度随各种实验参数的变化关系,为多色纠缠光束的产生及其在量子测量与量子通信中的应用提供了参考。
量子光学 谐波产生 级联过程 非线性光学 量子信息
1 山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
将Nd:YVO4-KTP固体激光器输出的532 nm和1064 nm激光分别作为抽运光和种子光注入一个内置周期极化磷酸氧钛晶体的简并光学参量放大器，通过非线性光学参量过程产生明亮的高阶横模TEM01正交振幅压缩态光场，利用平衡零拍探测系统测得其压缩度为2.2 dB，利用数字存储示波器记录经信号处理系统变换的数据，再通过自编的软件利用量子层析测量技术得到了该压缩态光场在相空间的Wigner准概率分布函数，并将其与理论结果作了对比，两者基本一致。
量子光学 压缩态光场 高阶厄密高斯模 光学参量放大器 Wigner准概率分布函数
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
从Ⅱ类匹配倍频过程的半经典运动方程出发，讨论了阈值以下三共振Ⅱ类倍频过程中两个非简并基频光模为振幅压缩光场时产生的谐振倍频光场的量子起伏特性。通过对输入基频光场的振幅压缩调节来实现对倍频光场压缩度的控制。结果表明在这个系统中基频光场的量子起伏直接控制着倍频光场的量子起伏。这种以非线性过程实现的量子信息调控在量子通讯及量子网络中具有重要的意义。
连续变量 倍频过程 量子场 量子信息操控 continuous variable second harmonic generation quantum fields manipulation of quantum information
