中文摘要：

量子信息科学是利用量子态作为信息载体实现对信息的操控与测量。目前的研究表明，光是量子信息传输的理想载体，原子是进行量子信息存储的最佳介质之一，而光和原子的相干作用为实现量子信息在光场量子态与原子自旋量子态之间的传递提供了有效途径。连续变量纠缠态作为量子信息网络不可或缺的光源，是发展量子信息和量子计算的关键。它利用正交位相振幅分量代替量子比特，有可能实现超越量子比特进行信息处理的潜力。该项目以原子相干效应为核心，研究利用原子介质进行连续变量量子纠缠态的存储与记忆。拟通过非简并光学参量放大器获得铯原子D2线的量子纠缠态光场，并通过对光与铯原子的相干控制，从实验和理论上讨论实现纠缠态光场的最佳存储的机理和过程，继而设计利用纠缠态光场实现二路同步量子存储过程中纠缠态的恢复与测量，探索实现包含二个站点的量子信息存储网络的可行途径。

结论摘要：

量子信息科学是利用量子态作为信息载体在量子系统中实现对信息的操控与测量，光与原子系统的相干相互作用为实现量子信息在光场量子态与原子自旋量子态之间的传递与存储提供了有效途径。该项目以铯原子介质中的原子相干效应为核心，研究了实现光场量子态在铯原子介质中低噪声存储的最佳条件与实现过程。为此，开展了量子化光场与原子之间量子信息传递的相关理论与实验研究，提出通过光学泵浦方法和AC Stark效应降低了相互作用过程中的原子辐射噪声和相位与振幅之间噪声的转换，讨论了原子与光场发生低噪声非线性相互作用的机理，得到了量子存储所需建立的最佳物理条件和方法。并对量子化场与不同原子系统相互作用过程中的量子噪声特性和高分辨噪声光谱进行了研究，完成了在各种参量条件下原子相干效应特性以及量子化场与原子发生相互作用的噪声特性的测量。与此同时完成了在原子相干效应过程中原子介质非线性特性的研究，取得了基于原子非线性的量子态操控的具体方法，从而实现了基于原子系统的光场与光场之间量子关联的制备与存储测量。