腔QED系统中三体纠缠的转移和动力学特性研究

通过归纳法得到共振条件下k 个独立Jaynes-Cummings (J-C)模型系统 波函数概率幅的递推关系,给出了任意初态下波函数的解析解。在此基础上重点 研究了共振条件下三个独立J-C模型系统中的纠缠动力学特性。结果表明,系统 原子间的纠缠与子系统腔场光子数有关系,光子数越多,原子间纠缠第一次死亡 的时间越快。同时发现三个子系统的腔场处于真空态时,原子间的纠缠与腔场间 的纠缠随时间的演化呈现周期性的行为,并且原子间纠缠达到最小值0时,腔场 间纠缠达到最大值1,实现了原子与腔场之间纠缠的相互转移。     

利用光子晶体光纤产生纠缠光子对

利用激光脉冲抽运40 m的色散平坦光子晶体光纤(PCF),通过四波混频(FWM)效应获得了高质量、高计数率的纠缠光子源.实验测得信号与闲频光分别处于1545 nm和1555 nm处.光子对的符合与偶然符合比可达8,对应的符合速率达1.43 kHz.理论结果与实验结果基本吻合,该系统可作为量子密钥分发系统的光源,误码率可小于6%.     

多光子跃迁下二能级原子与NPS态光场相互作用系统的纠缠特性

利用全量子理论研究了NPS态光场与二能级原子相互作用系统的纠缠特性.计算了系统纠缠度表达式,分析了原子初态、光场相位参数、最大光子数、光场参数和跃迁光子数对系统纠缠特性的影响.结果表明:原子初态处在叠加态且光场相位参数较小时,系统的纠缠度较大;选取合适的最大光子数和跃迁光子数时,光场参数越小,系统纠缠现象越明显.     

安全高效的量子通信及其发展

量子通信不仅在理论上取得了很大的进步,在技术研究和产品研制方面也获得了快速的发展,业界已研制出较为成熟的单光子探测器、量子密钥分发产品、纠缠源、量子随即数发生器、量子数据加密系统等,量子通信将逐渐步入实用化阶段。     

光学轨道角动量复用纠缠源的实验产生及其应用北大核心CSCD

光既可以携带自旋角动量,也可以携带轨道角动量。自1992年由Allen等提出光学轨道角动量的基本概念以来,光学轨道角动量已吸引了越来越多学者的研究兴趣。光学轨道角动量具有无限带宽以及不同模式相互正交等特点,这使得通过光学轨道角动量来传递信息变成一项十分有前景的技术。在概述光学轨道角动量基本概念的基础上,重点综述了在连续变量系统中利用四波混频过程制备光学轨道角动量复用的纠缠源,包括13对复用的连续变量纠缠确定性产生、9组光学轨道角动量复用的三组份纠缠的制备、基于66个光学轨道角动量模式的大规模量子网络的实现,以及光学轨道角动量复用纠缠源的最新应用,包括利用光学轨道角动量复用的连续变量纠缠实现9通道全光量子隐形传态以及光学轨道角动量复用型量子密集编码。     

一种全新的基于纠缠交换的量子中继策略

利用纠缠作为资源的量子通信协议具有安全性好、可靠性高、使用灵活等优势,具有广阔的发展前景,同时也对纠缠光子的保真度提出了一定的要求.提出了一种基于纠缠交换的量子中继策略,在远距离通信者之间设置多级中继,借助经典通信的辅助作用,通过节点间的纠缠交换和纠缠纯化操作为收发双方提供保真度稳定的长程纠缠连接.性能分析表明,通过合理控制中继级数和提高纠缠交换以及纠缠纯化的成功率,可以显著降低系统时延和提高系统吞吐量,为实现全球量子通信提供必不可少的纠缠资源.     

高保真偏振EPR纠缠态的制备

通过优化参量下转换产生EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)纠缠态的方案,采用符合计数和后选择方法,制备了高保真度的EPR偏振纠缠态.结果表明,EPR纠缠态的保真度达到近0.99,EPR纠缠对的量度达到3 500Hz,克服了纠缠态的保真度和量度不能同时提高的局限,为多光子纠缠态的制备和双光子量子通信提...     

Fock空间中基于波色双模指数二次型算符的连续变量纠缠态的量子涨落特性

利用线性量子变换理论（LQTT）,导出在Fock空间中连续变量两体纠缠态的量子涨落计算的一般公式,并讨论此纠缠态的压缩特性。通过线性拟合的方法,得到当涨落度和纠缠熵分别出现极值时,态参数之间关系。结果显示当达到较大纠缠时,该态的压缩程度也较大,除此以外还得到了涨落度随参数和纠缠熵的变化关系。同时举例说明此公式在计算双模压缩真空态和单边双模压缩真空态的量子涨落中的应用。     

基于纠缠度计算的低轨道量子卫星通信切换算法

为了解决低轨道(Low Earth Orbit, LEO) 量子卫星通信的越区切换问题,提出了基于纠缠度计算的量子卫星通信切换算法。在卫星与终端距离和量子噪声的作用下,得出了环境与量子系统消相干后两粒子系统的纠缠度,并且系统始终选择与终端纠缠度最大的卫星进行切换。仿真结果表明,LEO卫星在700km和1400km轨道上在一定纠缠度下的切换成功率可达到95%以上,这很好的实现了量子卫星的平稳切换,对于构建未来全球量子通信系统及其标准的制定有着重要的技术支撑作用。     

两纠缠二能级原子在真空场中的纠缠动力学

研究了两个部分纠缠二能级原子与单模真空场相互作用的纠缠动力学.利用量子约化熵研究了两部分纠缠二能级原子与单模真空场之间的纠缠动力学;利用量子相对熵研究了两部分纠缠二能级原子之间的纠缠动力学;讨论了原子偶极-偶极相互作用对系统纠缠动力学的影响.结果表明:系统呈现出周期性的纠缠动力学,纠缠的大小与周期依赖于原子之间的偶极-偶极相互作用.选取适当的系统参数和相互作用时间,可以制备原子-场最大纠缠态与原子-原子最大纠缠态.     

Entanglement Information Rate Distortion of a Quantum Gaussian Source

Quantum distortion operator is introduced based on canonical operators. As the lower bound of quantum information rate distortion, the entanglement information rate distortion is achieved by Gaussian map for Gaussian source. The entanglement information rate-distortion function is calculated for one-mode Gaussian source, it is achieved by a nontrivial unitary transformation. The rate distortion is achievable at zero distortion point. In contrast to the distortion defined via fidelity, our definition of the distortion makes it possible to calculate the entanglement information rate-distortion function for Gaussian source.     

Quantum secret sharing between multiparty and multiparty with entanglement swapping

A quantum secret sharing （QSS） protocol between multiparty and multiparty is proposed, based on Greenberger-Horne- Zeilinger （GHZ） state. The protocol utilizes quantum Fourier transform and entanglement swapping to achieve a high intrinsic efficiency and source capacity. Then, the security of this protocol against some possible eavesdropping strategies has been analyzed. Furthermore, the presented protocol is generalized to the d-level case.     

纠缠交换的量子回路实现

自从量子纠缠态及隐性传态理论提出以来,量子纠缠技术和隐性传态技术得到了迅速发展.量子隐性传态在技术上保证了量子通信的绝对安全,量子隐性传态是基于量子纠缠交换提出的.文章阐述了量子隐形传态及量子纠缠交换的基本理论,给出了一种基于Bell态实现量子纠缠交换的量子回路,该回路结构简单,易于实现.     

On quantum fidelities and channel capacities

For the discrete memoryless quantum channel, we show the equivalence of two different notions of quantum channel capacity: that which uses the entanglement fidelity as its criterion for success in transmission, and that which uses the minimum fidelity of pure states in a subspace of the input Hilbert space as its criterion. As a corollary, any source with entropy rate less than the capacity may be transmitted with high entanglement fidelity. We also show that a restricted class of encodings is sufficient to transmit any quantum source which may be transmitted on a given channel. This enables us to simplify a known upper bound for the channel capacity. It also enables us to show that the availability of an auxiliary classical channel from encoder to decoder does not increase the quantum capacity     

盎鲁效应如何影响非马尔科夫环境下的量子纠缠

研究了盎鲁效应对非马尔科夫环境下2个独立狄拉克粒子量子纠缠的影响,结果表明只在某些特定情况下发生纠缠突然死亡和复活。当探测器处在非惯性系,盎鲁效应会对纠缠的复活现象产生很大影响。探测器处在非惯性系中的加速度不大于一个“临界点”,纠缠死亡和复活仍会出现,而当加速度大于这个“临界点”,纠缠死亡 和复活现象不再发生。对此提出了一个合理的解释：盎鲁效应将会影响非马尔科夫环境的记忆效应,也会影响此时环境中量子纠缠的出现及其增长率。     

Partial recovery of quantum entanglement

Suppose Alice and Bob try to transform an entangled state shared between them into another one by local operations and classical communications. Then in general a certain amount of entanglement contained in the initial state will decrease in the process of transformation. However, an interesting phenomenon called partial entanglement recovery shows that it is possible to recover some amount of entanglement by adding another entangled state and transforming the two entangled states collectively. In this paper, we are mainly concerned with the feasibility of partial entanglement recovery. The basic problem we address is whether a given state is useful in recovering entanglement lost in a specified transformation. In the case where the source and target states of the original transformation satisfy the strict majorization relation, a necessary and sufficient condition for partial entanglement recovery is obtained. For the general case we give two sufficient conditions. We also give an efficient algorithm for the feasibility of partial entanglement recovery in polynomial time. As applications, we establish some interesting connections between partial entanglement recovery and the generation of maximally entangled states, quantum catalysis, mutual catalysis, and multiple-copy entanglement transformation.     

非线性Jaynes-Cummings模型纠缠演化和最大纠缠态产生

利用数值计算的方法,研究了Kerr介质腔中的J-C模型二能级原子和单模光场作用过程中信息熵和纠缠演化,得到了Kerr效应对纠缠态纠缠性质的影响。结果表明,Kerr介质对耦合体系的纠缠度有强烈的影响,在合适的Kerr效应下,量子态将长时间保持最大纠缠。     

量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下的纠缠渗流

通过在节点间建立成对纠缠态,构造了一个量子无标度网络.通过局域化纠缠交换的方式对网络中的节点进行随机攻击以及等概率地使网络中的节点发生蓄意故障,对比其纠缠渗流阈值变化.结果表明随机攻击下的阈值明显变小,蓄意故障下的阈值明显增大,体现了量子无标度网络的鲁棒性与脆弱性;纠缠浓缩下的量子无标度网络在随机攻击与蓄意故障下仍具有鲁棒性与脆弱性,但较纠缠浓缩前的鲁棒性变弱,说明真实网络具有较好的鲁棒性.     

利用纠缠催化作用辅助恢复纠缠态转化中丢失的量子纠缠

利用局域操作的方法可以把一个初始纠缠态转化为一个目标纠缠态,在这个过程中会损失一定量的量子纠缠。文献[10]证明可以用一个附加纠缠态部分地恢复丢失的量子纠缠,但附加纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度.本文证明当不满足这一条件时,可以用纠缠催化作用辅助恢复丢失的量子纠缠.我们发现催化剂纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度。