本项目研究通过相干的原子束与光场的相互作用产生具有量子纠缠特征的强光场,探索通过原子相干性实现纠缠光的放大、控制和维护以及量子纠缠网络的方法和原理。本项目将为产生量子纠缠的强光场和实现量子纠缠光放大器以及量子纠缠网络提供重要的理论基础。
本项目的研究主要包括以下几个方面的内容和成果1.提出了一个新的利用原子相干性产生原子纠缠态的方案.在这一方案中,通过局域的制备原子的相干性,我们实现了原子相干性转化为两个空间远离量子比特之间的纠缠.我们发现,在这一模型中可以建立起定量的两个量子比特波动性、粒子性和纠缠的关系,利用这一关系可以定量的刻划原子相干性与纠缠之间的转化.2.我们提出了一个能够实现宽带纠缠光的系统.它由N个工作在阈值以下的光学参量放大器(NOPA)级联组成,前一级NOPA的输出作为后一级NOPA的输入.分析表明,当第一级输入信号为真空时,随级联数的增加,最末一级NOPA输出光的相位正交分量的纠缠显著增强,纠缠的频带显著展宽。宽带强纠缠光源在连续变量量子信息中有重要的应用,这项工作为产生宽带强纠缠光源提供了新的途径.3.场的纠缠向原子纠缠的转化和利用局域的相干驱动产生原子的纠缠.