量子信息的传输、存储和提取是量子计算和量子通信的核心,也是量子信息科学的重要研究方向之一,而量子信息的同步存储和高效率提取技术是亟待解决的问题。本项目结合合适的理论模型,基于量子相干效应研究量子化光脉冲的信息传输、存储和提取。主要研究内容是1)利用行波耦合场控制量子化光脉冲的动力学传播性质和原子系统的动力学演化行为;2)研究驻波耦合场作用下静态量子化光脉冲之间的非线性耦合效应;3)基于相干增强静态量子化光脉冲的Kerr非线性实现量子相位门。本项目研究的意义在于进一步完善光与物质相互作用理论,深化人们对原子相干和量子干涉效应本质的认识。同时,本项目也将有效促进量子信息科学的发展。
atomic coherence;Kerr nonlinearities;grating;stationary light pulses;
单频激光与多能级原子作用产生的原子相干效应由于在精密光谱测量和光学信息处理等很多方面具有重要应用而在量子光学领域受到了广泛关注。首先,利用行波场相干驱动冷原子系统,基于EIT光存储技术在提取阶段通过引入微波场或磁场可以实现动力学拍信号。其次,在低损耗高色散的电磁感应透明介质中,将行波激光场替换为驻波激光场,原子相干效应将由空间均匀分布变为空间周期分布。这为获得相干诱导和动态可控的电磁感应光栅和静态光脉冲提供了可能。最后,我们还论证了如何将行波诱导拍信号和驻波相干诱导光栅用于全光路由和量子纠缠。本项目研究的意义在于进一步完善光与物质相互作用理论,深化人们对原子相干和量子干涉效应本质的认识。目前,在该项目基金的支持下,我们已经取得了丰硕的成果,在国际、国内期刊上发表论文10篇。