1.3μm波段连续变量量子纠缠态的制备及其在光纤中传输特性的研究

量子纠缠是实现量子保密通信，量子离物传态，量子密集编码，量子逻辑门等量子通信的重要非经典光源，对量子信息的发展具有重要意义，而波长位于光纤通信波段的纠缠源是实现量子通信的必备光源。本项目拟采用Nd:YVO4晶体受激发射产生的1342nm激光，经内腔倍频或外腔谐振倍频的方法获得波长为671nm的红光激光光源。将671nm激光作为泵浦光，1342nm激光作为注入种子光，泵浦运转于阈值以下的Ⅱ类非简并光学参量振荡器，得到频率简并，偏振垂直的双模压缩态光场，经偏振分束器分束后，可直接得到纠缠态光源；或者用671nm激光泵浦两个相同Ⅰ类光学参量振荡器，获得的压缩光经50/50分束器耦合，即可得到纠缠光。并将此纠缠源耦合到光纤中，研究光纤的损耗、额外噪声、偏振波动、位相波动、消相干等性质对纠缠源量子性和测量的影响。本项目的实施将为为实现量子信息远程传送、量子信息网络化奠定良好基础。

量子纠缠是实现量子保密通信，量子离物传态，量子密集编码，量子逻辑门等量子通信的重要非经典光源，对量子信息的发展具有重要意义。对于实用化的长距离量子通讯来说，减小量子通道的损耗对纠缠源量子性的影响是一个重要的研究内容，这就需要寻求低损耗的纠缠态光场传输通道。光纤是光信息远程传输的重要通路，是现今信息高速公路的重要组成部分。因此，为了更加深入进行量子通讯基本原理研究和将其结果应用于实际，获得高纠缠度的通讯波段（1.3μm）纠缠态光场就成为关键的科学问题。本项目仅仅围绕1.3μm压缩和纠缠光的获得开展工作：1、通过研究单纵模激光器的模式稳定，以及减轻激光晶体的热效应，优化内腔倍频转换效率等手段，获得稳定运转的单频1342nm&671nm双波长激光；2、用单频激光器泵浦基于一类准相位匹配的PPKTP晶体的光学参量振荡器，最高获得低于散粒噪声6.1dB正交振幅压缩光，并用该激光器泵浦基于两块KTP晶体串接的光学参量放大器，获得低于散粒噪声1.1dB的量子关联特性; 3、将获得的压缩光通过光纤传输，测量了光纤传输前后压缩光的压缩度，并重构了压缩光通过光纤前后的Winger函数，分析了光纤传输特性对压缩光量子特性的影响。