基于冷原子系綜的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子源研究的開題報告

基于冷原子系綜的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子源研究的開題報告開題報告一、研究題目基于冷原子系綜的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子源研究二、研究內(nèi)容和意義在量子信息和量子計算中，非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子源是一個重要的資源。通過一些非線性效應(yīng)或者原子分子態(tài)耦合來獲得強度可控的單光子源，然而大多數(shù)方案有嚴格的實驗條件限制。冷原子系綜是通過磁光阱、偏轉(zhuǎn)磁場等手段精細調(diào)節(jié)溫度后制備出的凝聚態(tài)，能夠開始一些強耦合量子光學的研究，不僅可以生成出非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子，而且更加容易調(diào)制和控制其光學性質(zhì)。本項目將在玻色愛因斯坦凝聚的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)非線性光學效應(yīng)與量子光學的耦合，利用雙晶體管和可變偏振器實現(xiàn)群速調(diào)制，提高光子非經(jīng)典關(guān)聯(lián)的產(chǎn)生和控制精度，將不同空間、時間、波長的光子之間的關(guān)聯(lián)度加以研究和控制，并探索將其應(yīng)用于量子計算、量子通信等領(lǐng)域。三、研究方法本項目采用以下實驗方法：1.制備冷原子系綜：通過磁光阱、偏轉(zhuǎn)磁場等手段制備出玻色愛因斯坦凝聚態(tài)。2.實現(xiàn)光子非經(jīng)典關(guān)聯(lián)：通過壓縮腔實現(xiàn)光子非經(jīng)典關(guān)聯(lián)，并利用光學元件控制光子之間的關(guān)聯(lián)性質(zhì)，如時間順序、空間贗相位等。3.控制光子群速：通過光學晶體的控制，實現(xiàn)光子群速的調(diào)制，提高非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子的產(chǎn)生和控制精度。4.實現(xiàn)系統(tǒng)可控：采用傳統(tǒng)的光學實驗控制技術(shù)（光學系統(tǒng)控制，傳感器設(shè)計），實現(xiàn)系統(tǒng)的可調(diào)控性。四、進度安排本項目預(yù)計持續(xù)時間為兩年，主要工作安排如下：第一年：1.完成冷原子系綜制備和光學元件的安裝，并實現(xiàn)單光子源的產(chǎn)生。2.研究并實現(xiàn)光子之間的非經(jīng)典關(guān)聯(lián)，控制其時間順序和空間相位等特性。3.探索實現(xiàn)光子群速調(diào)制的方法，并完成實驗驗證。第二年：1.利用雙晶體管和可變偏振器等手段，提高非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子的產(chǎn)生和控制精度。2.研究光子之間的關(guān)聯(lián)度，實現(xiàn)非經(jīng)典光場的產(chǎn)生和調(diào)控。3.探索將非經(jīng)典關(guān)聯(lián)光子應(yīng)用于量子計算、量子通信等領(lǐng)域。五、參考文獻1.WangX,WangH,SunY,etal.Generationofmacroscopicsingletstatesandgreenberger-horne-zeilingermultipletsincoldatomicensembleviaadiabaticpassage[J].Physicalreviewletters,2011,106(9):090401.2.KuzmichA,MandelL,BigelowNP.Generationofspinsqueezingviacontinuousquantumnondemolitionmeasurement[J].PhysicalReviewLetters,1998,80(11):2613.3.LvovskyAI,RaymerMG.Continuous-variableopticalquantum-statetomography[J].ReviewsofModernPhysics,2009,81(1):299-332.4.GuX,LiC,ChenW.Formsofquantumcorrelationsamongmulti-photonoutputofacavity-QEDsystem[J].PhysicsLettersA,2009,373(28):2468-2472.5.RaimondJM,BruneM,HarocheS.Manipulatingquantumentanglementwithato