光量子糾纏態(tài)的制備與應(yīng)用.pdf

1、近年來,糾纏態(tài),特別是雙光子糾纏態(tài),已經(jīng)不再拘束于當(dāng)初EPR(愛因斯坦Einstein,波多爾斯基Podolsky和羅素Rosen)提出的深?yuàn)W玄妙的理論概念,而被應(yīng)用到很多高新技術(shù)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,比如:光探測器量子效率絕對標(biāo)定及光輻射絕對測量、量子隱形傳態(tài)、量子傳真、量子密碼通訊、量子圖像學(xué)、量子光刻以及量子計(jì)算.該文重點(diǎn)討論了光量子糾纏態(tài)在單光子探測器量子效率的絕對標(biāo)定和真量子隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生兩方面的應(yīng)用.利用光量子糾纏態(tài)可實(shí)現(xiàn)單光子探測器

2、量子效率的絕對標(biāo)定,該文介紹了該應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)原理,并提出一種新的實(shí)驗(yàn)方案,用雙光子糾纏態(tài)對單光子探測器量子效率進(jìn)行自絕對標(biāo)定,即不需要另一個(gè)探測器而實(shí)現(xiàn)絕對標(biāo)定.眾所周知,信息安全至關(guān)重要,在目前研究的熱門領(lǐng)域—量子密碼通信體系中必須引入真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,才能保證量子密碼通訊的安全性.在該文中我們提出了應(yīng)用光量子糾纏態(tài)產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)序列的方法.該文還介紹了我們研究小組在光量子糾纏態(tài)的制備和應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)工作.我們搭建了單光子探測系統(tǒng),成功實(shí)現(xiàn)

3、了基于He-Cd連續(xù)激光器泵浦BBO非線性晶體的光量子糾纏源,應(yīng)用該糾纏態(tài)源,我們搭建了真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生源,利用單光子探測器,較高速的信號處理電路和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),接收紀(jì)錄由糾纏光子對產(chǎn)生的單光子源隨機(jī)的選擇某一路徑通過50/50％分束器的光子,從而獲得原始的二元隨機(jī)序列.實(shí)驗(yàn)過程中采用了符合測量的方法,使得連續(xù)激光可以代替脈沖激光產(chǎn)生隨機(jī)序列,而由脈沖激光衰減形成的隨機(jī)源其隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的速率要受激光脈沖重復(fù)頻率的限制,因此用連續(xù)激光做光

4、源原則上可以大大提高隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的速率.對采集的數(shù)據(jù)我們采用國際上通用的隨機(jī)數(shù)測試程序—ENT來檢測其隨機(jī)性,結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)獲得的隨機(jī)序列完全滿足真隨機(jī)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn).在單光子探測器的自絕對標(biāo)定方面,我們已經(jīng)搭建了光路和探測系統(tǒng),并獲得了初步結(jié)果,進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中.論文共分四章:第一章是綜述,介紹光量子糾纏態(tài)的基本概念及對光量子糾纏態(tài)的研究現(xiàn)狀;第二章介紹光量子糾纏態(tài)制備的幾種方案,重點(diǎn)介紹了通過參量下轉(zhuǎn)換方案產(chǎn)生糾纏光子對的原理及實(shí)驗(yàn);