南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
通过理论计算与量子计算模拟机模拟两种方法研究了波-粒量子行走的演化过程与性质。通过量子控制操作使量子行走中的行走者处于相对相位的波-粒相干叠加态。利用后选择操作实现了量子行走以相干和混合两种不同方式，从多路径相干的波的状态到无相干的粒子的状态的连续调控。由于量子的干涉性，相干和混合两种方式存在本质的区别，通过位置方差对两种方式的具体特征进行刻画。最后通过量子计算模拟机模拟了波-粒量子行走的演化过程。当行走者处于波-粒相干态时，通过一次测量能够同时观测到两个完全不同的性质。通过调节波-粒相干态的相对相位，可以实现对行走者扩散速率的控制。
量子行走 相干叠加态 量子调控 量子模拟 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0527002
南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210000
量子纠缠态是量子计算与量子通信的重要资源。量子行走中的条件行走操作是非局域算符, 导致行走者和硬币之间产生纠缠关联。对于演化操作随时间不变的有序量子行走模型, 纠缠关联与系统演化操作、初态以及演化时间都有关。分别计算了这些因素对纠缠熵的影响。计算结果表明当选择合适的演化操作和初态时, 经过较少步数就能得到最大纠缠态。所提出理论方案通过在空间不同位置添加相位因子, 为实验制备高维纠缠态调控提供了更加易于实现的方法。
量子光学 量子行走 相干叠加态 纠缠态 quantum optics quantum walk coherent superposition state entangled state
南京邮电大学电子与光学工程学院，江苏 南京 210023
具有不可预测性的随机数是保证保密通信的关键因素。通过输入单比特量子态，基于量子行走的演化，制备了多路径相干叠加态，并通过一次量子测量，得到了多比特随机数。详细计算了输入状态、精确调控的演化过程以及演化步数对多比特量子纯态随机性的影响。对于目前的单光子探测技术，量子行走为随机数产生率的提升提供了很好的平台。
量子光学 量子行走 随机数 相干叠加态 量子测量 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1727001
南京邮电大学电子与光学工程学院, 江苏 南京 210023
主要探讨了非周期性量子行走中波函数的扩散性质。计算结果表明,通过在不同位置使用不同的幺正演化操作,能够精确调控多路径相干叠加态。不同的演化操作导致相干相长或者相干相消现象,从而对扩散性质产生影响。通过调节系统的演化参数,可改变行走者的扩散速率。量子行走扩散速率的研究有助于发展基于量子行走的新算法。
量子光学 量子行走 波函数 相干叠加 幺正演化 扩散速率 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 232701
南京邮电大学电子与光学工程学院, 江苏 南京 210000
非对称量子行走是非对称经典随机行走在量子世界的对应,非对称性通过硬币操作和条件 行走体现。通过计算非对称量子行走的位置概率分布、回到原点的几率和位置平均值来表征其基 本性质。数值计算结果表明,一维链上的非对称量子行走是否具有可回复性与硬币初始状态的选择 及演化后分布是否对称无关,仅与非对称操作有关;一维经典随机行走只有分布对称时才具有可回 复性,这是量子行走区别于经典随机行走的显著特征之一。
量子光学 非对称量子行走 量子相干叠加 回复性 quantum optics unbiased quantum walk quantum coherent superposition recurrence
1 中国科学院电子学研究所， 北京 100190
2 中国科学院大学， 北京 100049
3 北京跟踪与通信技术研究所空间目标测量重点实验室， 北京 100094
采用线性调波长的1.55 μm光纤激光和一个控制照明光束方向的旋转平面镜，建立了聚束模式合成孔径激光雷达(SAL)成像演示实验室装置。该装置运转稳定，能够产生与其成像理论预期完全相符的高分辨率成像。给出了典型的聚束模式SAL高分辨率成像结果，包括合作目标成像、非合作目标成像、对同一目标的持续跟踪成像以及相干叠加成像与非相干叠加成像。
遥感 合成孔径激光雷达 聚束模式 成像 相干叠加 非相干叠加
为了抑制高速摄影中激光照明产生的散斑噪声对图像信息的干扰，分析了散斑的统计特性，并在此基础上对光束非相干叠加降噪原理进行了分析，讨论了参与叠加的散斑平均光强不等时叠加后散斑对比度的变化情况，对参与叠加的散斑平均光强满足不同分布时叠加后散斑对比度随叠加个数的变化情况进行了模拟。结果表明，参与叠加的散斑平均光强差异越大叠加后的散斑对比度越大，噪声抑制效果越差。并通过实验对理论结果进行了验证。
散射 高速摄影 激光散斑 非相干叠加 散斑对比度
西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
光波导光学相控阵器件端面的平整性对其输出特性有很大影响。基于光场相干叠加原理，建立了非平整端面下光波导光学相控阵的远场光场分布模型，给出了远场光场分布的一般公式，分析了非平整端面如何影响输出面上光场的相位以及输出面相位的变化如何影响远场光场分布。利用该模型计算和分析了倾斜平面、凹面、单层凹陷以及随机起伏面这几种特殊非平整端面下光波导光学相控阵输出光强分布的特点。研究结果表明：当光波导光学相控阵的端面非平整时，会不同程度地改变远场主瓣的位置和强度，影响光束扫描精度和功率。
光波导光学相控阵 相干叠加 非平整端面 远场光场分布模型 waveguide optical phased array coherent superposition uneven surface far-field optical field distribution model
华侨大学信息科学与工程学院福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分公式，推导出在激光间接驱动聚变装置腔柱内和腔柱内靶面上相干叠加的多束激光束投影焦斑光强度的解析表达式。着重分析了轴向距离、离焦量、入射角和聚焦F 数等因素对投射在腔内部横截面上的光斑光强分布的影响，以及离焦量、入射角、F 数和腔径大小对辐照在靶壁上的焦斑光强分布的影响。仿真结果表明，增大离焦量和聚焦F 数，辐照在腔柱内靶面上和垂直于腔轴切面上各投影光斑的光强变化变得平缓，且腔靶内表面上的光强分布均匀性变差，且增大聚焦F 数或增大离焦量，会使投影焦斑尺寸呈现减小的趋势。在腔壁上要获得均匀性比较好的光斑，跟腔径值和注入角度的选取有比较密切的联系。
激光光学 均匀辐照 平顶高斯光束 间接驱动聚变 相干叠加 F数 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091407
