1 苏州大学 江苏 苏州 215006
2 上海航天电子技术研究所, 上海 201109
量子微波兼具量子信号的量子特性以及微波频段信号的中远距离传播的能力, 在通信、雷达、导航和定位等诸多方面具有广阔的应用前景。本文针对目前在量子微波接收方面的研究相对较少的现状, 总结和分析了量子微波的特性及其接收方法。首先, 介绍微波单光子、纠缠微波光子对以及压缩态和纠缠态微波场的特性和制备方法; 然后, 重点梳理和总结量子微波在量子雷达以及相关物理系统中的接收方法、检测方法、和研究现状; 最后, 指出量子微波接收技术中存在接收端探测信号较弱、微波频段量子纠缠态检测技术不够成熟, 以及量子检测算符有待进一步最优化等问题。针对这些问题, 梳理了几种降低接收端的噪声, 提高探测信号的信噪比, 以及基于纠缠见证的路径纠缠微波检测方案, 从而完成了量子微波从制备到接收的一个完整链路的梳理工作, 希望能为量子微波发射和接收系统技术的发展提供一些参考。
量子微波 量子微波雷达 回波接收 微波单光子 纠缠光子对 压缩态 纠缠态微波场 quantum microwave quantum microwave radar echo receiving single microwave photon entangled microwave photon pair squeezed state entangled state microwave fields
1 中国科学技术大学自动化系, 安徽 合肥 230027
2 北京卫星信息工程研究所天地一体化信息技术国家重点实验室, 北京 100086
通过II型自发参量下转换制备纠缠光子对,在Mathematica环境下分析频率纠缠、频率关联、量子干涉特性及脉冲和晶体参数对特性的影响。结果表明,连续光抽运可以得到最大的频率纠缠度和干涉可见度;脉冲光频宽一定时,随着非线性晶体厚度的增大,双光子的联合光谱变窄,频率纠缠度增大,不可区分性减小,干涉可见度减小;非线性晶体厚度一定时,随着脉冲光频宽的减小,双光子的联合光谱变窄,频率纠缠度增大,不可区分性增大,干涉可见度增大;选取不同的联合光谱函数参数,可以得到具有频率反关联、不关联和正关联特性的双光子。
光谱学 自发参量下转换 纠缠光子对 联合光谱 单光子光谱 纠缠度 干涉可见度 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 043002
1 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
2 山西大学 极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
我们通过腔增强自发参量下转换方法产生了795 nm窄带偏振关联光子对,利用波片组合对两个不同偏振光子之间的相位差进行了补偿,通过单光子符合计数后选择获得了偏振纠缠光子对。对两路输出光子进行D(+45°偏振)或A(-45°偏振)偏振投影,分别在DD和DA偏振基下测量了干涉对比度V=NDD-NDANDD+NDA随补偿半波片的角度变化,干涉对比度在补偿角为10°时达到最大92％。在补偿角度为10°时,测量得到纠缠光子对S值为26±007,违背Bell-CHSH不等式857个标准差。
自发参量下转换 偏振纠缠光子对 相位补偿 spontaneous parametric down conversion polarization entangled photon pairs phase compensation
1 西安科技大学 理学院 , 西安 710054
2 陕西师范大学 物理学与信息技术学院 , 西安 710062
理论研究了频率非简并第I类自发参量下转换过程中产生的纠缠光子对的量子特性,且与频率简并的情况做了对比.通过纠缠光子对的联合谱强度分析了纠缠光子对的光谱特性及纠缠特性；通过洪-区-曼德尔干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪分析了纠缠光子对的量子干涉特性.结果表明:脉冲泵浦作用下,由于频率非兼并使得相位匹配函数不对称,导致两纠缠光子可区分,量子干涉可见度减小.随着泵浦脉冲频宽的增加,这种效应更加明显.连续激光泵浦时,相位匹配函数是对称的,得到最大的纠缠度和量子干涉可见度.该研究为频率非简并纠缠光子源在各种量子信息方案中的应用提供理论指导.
纠缠光子对 第I类自发参量下转换 量子干涉 非简并 Entangled biphotons Type-I spontaneous parametric down-conversion Quantum interference Non-degenerate 光子学报
2015, 44(12): 1227001
1 石家庄学院物理与电气信息工程学院, 河北 石家庄 050035
2 深圳职业技术学院计算机工程学院, 广东 深圳 518055
基于EPR纠缠光子对的相干特性,设计了一个量子身份认证协议。该协议具有零知识性。 由于基于量子物理特性,不但满足传统的身份认证的基本性质,还具有无条件安全性,并可以抵抗各种可能的量子攻击。
量子光学 量子身份认证 零知识性 EPR纠缠光子对 量子测量 quantum optics quantum identity authentication zero knowledge Einstein-Padolsky-Rosen entangled photon pairs quantum measurement
安阳师范学院 物理与电气工程学院,河南 安阳 455002
提出了一种基于N个有序纠缠光子对量子机密共享方案.用纠缠光子作为信息的载体，密钥管理者Alice将纠缠光子对分成两个序列，其中一个序列直接发送给合作者之一Bob，在确保第一个序列发送安全后，再对第二个序列进行编码，发送给另一个合作者Charlie.Bob和Charlie分别对他们所接收到的光子序列进行Bell基联合测量，从而得到Alice所发布的密钥，完整密钥的获得需要管理者和所有合作者共同实现.本方案采用两体纠缠态，相对三体纠缠态来说，在实验上更容易实现，仅需要线性光学元件和简单的纠缠源.
量子机密共享 纠缠光子对 幺正操作 单光子测量 Quantum secret sharing Entangled photon pairs Unitary operation Single photon measurement
北京邮电大学理学院光通信与光波技术教育部重点实验室, 北京 100876
利用激光脉冲抽运40 m的色散平坦光子晶体光纤(PCF)，通过四波混频(FWM)效应获得了高质量、高计数率的纠缠光子源。实验测得信号与闲频光分别处于1545 nm和1555 nm处。光子对的符合与偶然符合比可达8，对应的符合速率达1.43 kHz。理论结果与实验结果基本吻合，该系统可作为量子密钥分发系统的光源，误码率可小于6%。
量子光学 光子晶体光纤 纠缠光子对 四波混频 量子密钥分发系统
设计了一种高效的部分纠缠光子对产生装置,这套装置中使用了简单的线性光学元件以及双光子吸收介质(TPAM),在文中讨论了TPAM的一种实现方案.我们把此种装置应用于量子密钥分配方案,分析了其效率和安全性,相比于用自发参量下转换(SPDC)产生纠缠光子对的密钥分配方案,该方案有更高的效率和安全性.
纠缠光子对 量子密钥分配 双光子吸收
浙江大学,光及电磁波研究中心,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310058
理论研究了周期极化铌酸锂晶体中通过自发参量下转换产生的纠缠双光子的波长管理方法.简并自发参量下转换产生的单色偏振纠缠双光子的波长,可以通过调整晶体的极化周期或工作温度自由地调节,特别是在加工好的晶体中极化周期是确定的,因而调整晶体的工作温度更加便捷.对于双色偏振纠缠双光子来说,不需改变入射的泵浦光以及晶体的极化结构,仅通过调节晶体的工作温度就可以实现o光光子和e光光子波长的严格交换.
光参量器件 偏振纠缠光子对 自发参量下转换 波长管理 Optical parametric devices Polarization-entangled twin photons Spontaneous parametric down-conversion Wavelength management
