1 西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
3 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, 陕西 西安 710071
量子定位系统(QPS)是一种高精度且安全的定位系统,光子数的变化会对定位误差和安全性造成很大影响。为了降低降雨天气下系统的定位误差并提高系统的安全性能,基于诱骗态量子密钥分配协议和最优平均光子数自适应(PNA)算法,提出了抵抗降雨干扰的QPS诱骗态自适应调整策略。建立了降雨强度、传输距离与最优平均光子数间的自适应关系,对自适应调整前后的定位误差和安全密钥生成率进行了对比。仿真结果表明,当降雨强度为10 mm/h ,传输距离为10 km时,采用PNA算法后,系统定位误差由13.81 cm减小到1.13 cm;当降雨强度为1.47 mm/h,传输距离为25 km时,采用PNA算法后,系统的安全密钥生成率由5.5×10 -4提高到6.3×10 -4。由此可见,通过自适应调整系统每脉冲所含平均光子数,可以提高QPS在降雨天气下的可靠性。
华东师范大学 物理材料与科学学院,上海 200241
本论文提出并实验演示了一种系统由经典态进入到量子态演化过程的测量方法，对铷原子(87Rb)蒸汽中，基于光偏振自旋转效应产生的脉冲真空压缩光的建立过程进行了研究，描述了脉冲光场从经典热态到真空压缩态的噪声涨落变化。脉冲真空压缩光的压缩度为-11 dB。具体实验上，先采用平衡零拍探测方法测量了脉冲真空压缩光的正交分量，然后通过对正交分量做相位平均统计处理，得到了信号光场平均光子数随时间的变化分布，观测到75 μs的压缩态建立时间。本文的实验方法为将来基于原子吸收线的短脉冲压缩光的产生打下实验基础，并为经典态和量子态的转换过程的研究提供一种可行的实验测量方案。
脉冲真空压缩光 光偏振自旋转效应 相位平均统计法 平均光子数 噪音演化 pulsed vacuum squeezed light polarized self-rotation phase-averaged balanced Homodyne detection averaged photon number noise variation
安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241000
囚禁离子的纠缠态在量子计算和量子信息方面有极为重要的应用。由于量子系统的特性, 激光强度不可避免地发生涨落,其对囚禁离子的纠缠度有显著影响。从反J-C模型出发,利用共生纠缠度标准, 分析了激光强度涨落对系统纠缠动力学的影响,并与利用J-C 模型时的情形做了适当对比。结果显示:激光强度涨落产生的噪声使两离子纠缠度随时间呈现类似指数衰减； 激光强度较弱时,利用正反J-C模型所得系统纠缠动力学有显著差别。
量子光学 强度涨落 平均光子数 纠缠动力学 共生纠缠度 quantum optics intensity fluctuation average photon number entanglement dynamics concurrence
1 电子科技大学 空天科学技术研究院,四川 成都 610054
2 电子科技大学 自动化工程学院,四川 成都 610054
由于仪器设备性能的不完美和信道传输损耗的存在,光子数分束(PNS)攻击对采用弱相干脉冲 (WCP) 光源的量子密钥分配(QKD)系统的安全性构成重大威胁。以基于WCP光源的星地QKD系统为研究对象,推导了在PNS攻击者采用最佳窃听策略进行窃听时,保证密钥绝对安全的最大天顶角和可采用的平均光子数之间的关系。理论分析和计算结果表明,星地QKD系统的最大安全传输天顶角和可使用的平均光子数等重要系统参数的取值上限均受PNS攻击的限制,最终系统的密钥交换速率和系统容量受到限制。对星地QKD系统的传输容量来说,天顶角和平均光子数是一对矛盾的影响因素。提供了一种对实际星地QKD系统的天顶角和平均光子数参数进行估算的方法。
光通信 参数估算 统计分析 光子数分束攻击 星地量子密钥分配 安全性 天顶角 平均光子数
应用全量子理论研究了存在相位退相干时单模相干光场与一个二能级原子相互作用系统纠缠的时间演化规律;分别讨论了原子-光场耦合常数、光场的平均光子数以及失谐量的大小对场与原子纠缠的影响.结果表明:随着原子-光场耦合常数的增大和光场平均光子数的增加,系统纠缠的振荡频率都会明显增大.不存在相位退相干时,纠缠的时间演化明显受到失谐量的影响,若选取适当的失谐量,系统的纠缠可长时间保持在最大纠缠态.若考虑相位退相干的影响,则在共振情况下系统纠缠的时间演化是一个逐渐衰减的过程,且最终衰减到零;但若存在适当的失谐量,则在初始一段时间内系统的纠缠也是一个波动幅度逐渐衰减的过程,但随着时间的演化,失谐量抵消了相位退相干的影响,使系统的纠缠不再衰减到零.如果增大失谐量,纠缠在初始一段时间内波动的幅度会相应的减小,并且纠缠趋于稳定的时间也随着失谐量的增大而缩短;当失谐量适当时,系统可保持在纠缠相对较大的状态而无消纠缠态.
相位退相干 单模相干场 平均光子数 量子纠缠 原子与分子物理学报
2007, 24(4): 757
1 武汉工业学院数理科学系,武汉,430023
2 湖北大学物电学院,武汉,430062
研究了一对纠缠的二能级原子与单模相干态光场的相互作用,得出乎均光子数随时间的演化规律.讨论了相干振幅分量模平方|a|2、原子-场的耦合系数g、原子间的耦合系数ε及纠缠因子oosθ矽对光场的平均光子数的(n(t))的影响,结果表明:随着相干振幅分量模平方,原子-场的耦合系数,原子间的耦合系数的变化,平均光子数演化曲线的平均值和系统量子崩塌一复苏的周期都会随之变化.但纠缠因子的变化并不影响量子崩塌.复苏的周期,只是使平均光子数随时间演化的值慢慢变化.
Tavis-Cummings模型 纠缠原子 相干态光场 平均光子数 原子与分子物理学报
2007, 24(4): 843
采用相互作用绘景,利用全量子化方法研究了压缩相干态光场与两个耦合二能级原子相互作用过程中,光子统计演化的规律;讨论了光场的压缩因子γ,相干振幅分量模平方|α|2、原子-场的耦合系数λ和原子间的耦合系数g对受激辐射场的平均光子数〈n(t)〉的影响,并揭示了它们之间的联系.
量子光学 耦合二能级双原子 压缩相干态 平均光子数 quantum optics two coupling two-level atoms squeezed coherent state mean photon number
江西师范大学物理与通信电子学院,南昌,330027
利用全量子化理论,研究了Kerr介质中耦合二能级双原子与单模光场相互作用的光子统计演化规律,揭示了Kerr介质对场的平均光子数的影响,并讨论了初始场强及原子间耦合系数的变化与场的平均光子数的关系.
Kerr介质 平均光子数 光子统计 Kerr medium the mean photon number photon statistics
