利用光孤子压缩态进行量子通信的实验探索-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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利用光孤子压缩态进行量子通信的实验探索

项目名称：利用光孤子压缩态进行量子通信的实验探索
项目类别：面上项目
批准号：60378011
申请代码：F0505
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：于丽
负责人职称：教授
依托单位：北京邮电大学
批准年度：2003

中文摘要：

量子通信正以其独特的优势展现在人们的面前，量子密码术有可能提供绝对的保密通信，量子远程传态展现了量子通信的独特功能，实现量子通信的最核心问题是制造量子纠缠态。在量子通信中目前主要利用极化关联光子对，它是将弱光子束通过晶体的Ⅱ型参量下转换产生，由于产生几率小，得到纠缠态效率低，测试比较困难，加上光纤损耗，它很难远程传输。经典孤子是光纤通信中一种稳定的传输形式，有自动抗退相干的能力，强度大，容易观测。如果利用孤子压缩态通过相干形成纠缠态作为量子比特，它有许多关联光子对达不到的优势，如它的波长正好处于光纤最小损耗区1.55μm附近，可以进行放大等。我们在原有理论研究基础上开展用孤子压缩态进行量子通信的实验研究，研制光孤子压缩纠缠态，并利用它进行量子密集编码和量子远程传态实验，它将对量子通信走向实用化具有重大的理论意义和指导意义。

中文主题词：飞秒脉宽激光器，光孤子；压缩态；纠缠态

英文摘要：

femtosecond pulse width laser;

英文主题词： femtosecond pulse width laser;

结论摘要：

实现量子通信的最核心问题是制造量子态，我们的研究重点就是量子态的制备。第一研制大功率、飞秒脉宽的Cr4+ YAG激光器，将其用于产生量子态的光源。我们对该激光器的腔型进行了优化设计、分析了脉冲锁模机制以及各种效应对脉冲形成的影响、讨论了利用棱镜对、啁啾对消除色散的机理、研究了增益和损耗对激光器的振荡阈值条件、吸收系数和脉冲输出特性等的影响。第二我们对量子态的产生机制与产生条件进行了深入的理论分析与研究。第三我们研制了一种新型的全光纤结构的装置产生量子态，据我们所知，此为国内外首次。该装置简单、紧凑、全光纤型、非常适合将来的量子通信在光网络中的发展。利用该装置，我们得到了考虑损耗后达到5.5dB的压缩态，并且完成了不同结构以及不同长度的光纤对压缩度的影响。研制的用于探测低于真空噪声的光电探测板的3dB带宽为10兆，饱和功率20毫瓦左右，效率将近80%。我们利用压缩对进行纠缠，得到纠缠态。由于国外陀螺光纤对中国禁运，我们使用国产的保偏光纤产生的纠缠度不是很大。

成果综合统计