光子晶体中光子连续变量纠缠态的量子调控研究

The photonic crystal is a novel artificial periodic structures, which can be used to suppress the spontaneous emission of decoherence process. In this project, a three-level atom is embedded in a photonic crystal with different atomic energy level. We will discover new continuous variable entangled photon transition process in photonic crystal, study the quantum control of a new mechanism of the photonic crystal decoherence process, and analyze the methods and principles of continuous variable photon entangled state through the photonic crystal micro-cavity chain structure. This project can provide a theoretical result in experimental quantum control..

光子晶体是一种新型的人造周期性介电结构，可用于抑制自发辐射的退相干过程。本课题以非线性光子晶体中原子为研究对象，将三能级原子嵌入到光子晶体中，通过注入原子初始能级（上能级、下能级、上下能级叠加态）的不同，探索在光子晶体中实现光子连续变量纠缠的新方案，研究光子晶体对退相干过程控制作用的新机制，分析在光子晶体微腔链结构中实现量子纠缠的方法和原理。本课题预期通过光子晶体实现对光子连续变量纠缠态的量子调控，为实验上开拓量子调控的新途径提供理论依据。

量子纠缠态在量子信息处理中起着重要的作用，对于量子纠缠态的研究会进一步推动量子信息的发展，具有十分重要的意义。本项目利用段路明等人提出的连续变量系统的量子纠缠判据详细研究了双激光场调控作用下谐振腔内原子的量子纠缠性质，研究发现系统的纠缠性质与双激光场的强度存在很大关联，通过调控激光场的大小，即使在考虑谐振腔衰减的情况下，也可以获得稳定的纠缠态激光。另外，根据输入-输出理论，本项目还研究了谐振腔外输出激光的量子纠缠性质，研究发现通过对外加激光场的调控可以实现对腔外连续变量纠缠态激光的控制。本项目的研究对进一步理解量子力学中的基本物理量奠定了理论基础，也为实验上实现激光对量子纠缠态的产生和操控提供了相应的数据参数。在本项目的资助下，发表标有本项目资助的SCI论文2篇。