基于級聯四波混頻過程的量子導引*

翟淑琴 康曉蘭 劉奎

1) (山西大學物理電子工程學院, 太原 030006)

2) (山西大學光電研究所, 量子光學與光量子器件國家重點實驗室, 太原 030006)

多組份量子導引是一種重要的量子資源, 是安全量子通信網絡的基礎.本文設計了串聯級聯四波混頻和混合級聯四波混頻兩種不同的方案, 并基于這兩種方案分別產生了三組份量子導引和五組份量子導引, 通過構建系統量子態的協方差矩陣, 理論研究了兩種方案產生不同模式組合間的導引參數隨四波混頻過程振幅增益的變化.結果表明, 利用這兩種方案可以實現多種類型的量子導引, 這一結果不僅有助于理解量子導引在多組份系統的分布而且在實際的安全量子通信網絡、量子秘密共享中具有重要的意義.

1 引 言

在量子光學領域, 量子關聯突破了經典力學局域性的限制, 能描繪遠距離量子系統間的相互作用, 是量子信息處理過程中一種重要的資源.量子非局域性有三種表現形式: 貝爾非局域性[1]、量子導引以及量子糾纏[2], 其中量子導引描繪的是共享一對糾纏粒子的兩體系統中的一方通過對他手中的粒子進行測量可以推測另一方粒子所處的狀態[3?5].量子導引是介于貝爾非局域與量子糾纏之間的一種特殊的量子關聯, 具有天然的不對稱性[6?10], 這對單端設備無關的安全量子通信[11?18]、量子秘密共享[19]等的實現是非常重要的.

多組份量子導引可以通過分束器網絡、光學頻率梳系統以及……