【摘要】：量子糾纏,是一種比較珍貴的物理資源,它在量子計算、量子存儲、量子網(wǎng)絡(luò)通信以及量子信息處理等方面都扮演著重要的角色。在提出量子糾纏這一概念的幾十年來,人們對與之相關(guān)的各種問題進行了廣泛且深入的研究。制備多組份量子糾纏態(tài),不僅對量子非局域性、量子塌縮機制、量子退相干機制等量子基礎(chǔ)問題的研究具有重要意義,而且在量子通信和量子計算等技術(shù)應用中也起著重要作用。量子網(wǎng)絡(luò)一般由許多本地節(jié)點組成,節(jié)點之間再通過量子通道相互連接,而多組份量子糾纏態(tài)的制備,對于連接量子節(jié)點、構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)以進行高效量子信息處理至關(guān)重要。在目前的實驗研究中,已經(jīng)實現(xiàn)較多組份的糾纏態(tài)的制備,比較常用的方法就是采用非線性晶體的光學參量過程,然而,非線性晶體主要工作在光波頻段,因此利用光學參量過程產(chǎn)生的糾纏主要分布在光頻波段,很難擴展到微波頻段來產(chǎn)生微波場之間或者微波與光波之間的糾纏,從而難以發(fā)揮微波場穿透能力強等優(yōu)勢。近些年,光力學系統(tǒng)被視為實現(xiàn)多組份糾纏的有效平臺之一,其突出優(yōu)勢在于可以利用力學振子將不同的子系統(tǒng)(如微波場和光場)糾纏起來。光力學系統(tǒng)中的力學振子,如移動腔鏡的振動,介質(zhì)薄膜的振動,懸浮納米球的質(zhì)心運動等,可以與幾乎任何頻段的電磁場耦合,從而使得制備不同頻段電磁場的糾纏態(tài)成為可能。這里,我們提出一個可行的理論方案,使得光力學系統(tǒng)中輸出場的光學模之間的相互作用可以增強,進而提高輸出光之間的糾纏度,實現(xiàn)光學模之間的四組份糾纏。本論文的主要工作安排如下:(1)第一章對量子糾纏的相關(guān)研究進行了簡單介紹,例如如何在理論和實驗上制備量子糾纏態(tài);進而引出了制備多組份糾纏態(tài)的一個理想平臺:腔光力學系統(tǒng),它可以在輻射壓力作用下,將光場和力學振子可以耦合起來,使得制備糾纏態(tài)成為可能;接著介紹了常見的幾種典型的光力學系統(tǒng)以及它們各自的相互作用原理;最后介紹了腔光力學系統(tǒng)在宏觀及微觀上的一些應用。(2)第二章給出了腔光力學系統(tǒng)中常用到的一些基本理論知識,主要包括光力學系統(tǒng)的哈密頓量、朗之萬方程、系統(tǒng)中機械振子的加熱或冷卻過程、研究輸出光場時用到的輸入-輸出關(guān)系,最后介紹了在理論計算過程中用到的糾纏判據(jù),該判據(jù)可以對光力學系統(tǒng)中所產(chǎn)生的糾纏進行度量。(3)第三章介紹了一種可以在光力學系統(tǒng)中提高輸出場光模之間糾纏度的理論方案:在光力學腔內(nèi)放置一塊非線性晶體,即簡并光學參量放大器(degenerate optical parametric amplifier,簡寫為DOPA),通過優(yōu)化其非線性增益,就可以使輸出場的四個光模之間產(chǎn)生較強的糾纏。該方案中,我們用兩束光來泵浦光力學腔,兩個腔�？梢苑謩e從兩個腔鏡輸出,這樣在輸出光場就會形成四個光學模,當光力學腔內(nèi)加入非線性晶體和考慮濾波器模型后,晶體的非線性光學參量過程可以壓縮兩個腔模,進而會加強四束輸出光模之間的糾纏;此外,通過優(yōu)化濾波函數(shù),例如減小帶寬,也可以得到較大的糾纏。最后,利用糾纏判據(jù)對輸出光模兩兩之間的糾纏進行討論,得到了與預期相一致的理論結(jié)果。(4)第四章是對全文所做工作的總結(jié)與展望,并且結(jié)合目前的工作提出下一步的工作計劃。
【學位授予單位】：山西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O413
【圖文】：

1.1 法布里-珀羅光力學系統(tǒng)示意圖。左邊腔鏡固道光具有波粒二象性，其動量為 p k （k面上時，會對物體產(chǎn)生一個壓力，這個壓力收時，它的動量和能量都會被轉(zhuǎn)移給散射體

機械振子冷卻示意圖

機械振子加熱示意圖

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳菊;郭永新;梅鳳翔;;有多余坐標的可控完整力學系統(tǒng)的自由運動與初始運動[J];動力學與控制學報;2019年05期

2 賈文志;;混雜腔光力學系統(tǒng)中量子操控的理論研究[J];學術(shù)動態(tài);2014年04期

3 張慶旭;;上下聯(lián)手:破解監(jiān)督困局[J];阜陽師范學院學報(社會科學版);2015年01期

4 姬興民;;簡單力學系統(tǒng)的穩(wěn)定性[J];西安工程大學學報;2008年03期

5 張相武;;完整力學系統(tǒng)相對運動動力學方程的普遍形式[J];物理學報;2006年06期

6 夏麗莉;王靜;后其寶;李元成;;非完整可控力學系統(tǒng)的形式不變性[J];江西科學;2006年03期

7 梅鳳翔;關(guān)于經(jīng)典約束力學系統(tǒng)的守恒律[J];力學與實踐;2003年05期

8 李元成;高階可控力學系統(tǒng)的Mangeron-Deleanu方程[J];山東礦業(yè)學院學報;1998年04期

9 王來貴,黃潤秋,張倬元,王士天,王泳嘉;含有結(jié)構(gòu)面的邊坡力學系統(tǒng)變形滑動全過程分析[J];中國地質(zhì)災害與防治學報;1997年01期

10 胡崗;力學系統(tǒng)的混沌[J];大學物理;1985年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 梅鳳翔;吳惠彬;;力學系統(tǒng)穩(wěn)定性的動力學控制[A];數(shù)學力學物理學高新技術(shù)交叉研究進展 ——中國交叉科學學會第十七屆學術(shù)年會論文集[C];2018年

2 薛紜;;約束力學系統(tǒng)基本問題與變分原理的研究進展[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

3 劉才山;;單邊約束力學系統(tǒng)研究進展[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會’2007論文摘要集（上）[C];2007年

4 姬興民;;簡單力學系統(tǒng)的能觀性[A];中國自動化學會控制理論專業(yè)委員會C卷[C];2011年

5 呂金虎;;復雜動力網(wǎng)絡(luò)的牽制控制及其在力學系統(tǒng)中的應用[A];The 5th 全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2011年

6 梅鳳翔;惠彬;;約束力學系統(tǒng)與梯度系統(tǒng)[A];第九屆全國動力學與控制學術(shù)會議會議手冊[C];2012年

7 梅鳳翔;吳惠彬;;力學系統(tǒng)與梯度系統(tǒng)[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

8 徐躬耦;揚亞天;徐鳴潔;;力學系統(tǒng)運動的類屬性質(zhì)研究[A];Complexity Problems--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年

9 黃琳;;力學系統(tǒng)控制的幾個問題[A];錢學森技術(shù)科學思想與力學論文集[C];2001年

10 梅鳳翔;吳惠彬;;梯度系統(tǒng)與力學系統(tǒng)[A];中國交叉科學學會第15屆學術(shù)年會論文集[C];2014年

相關(guān)博士學位論文 前9條

1 安鳳仙;幾類力學系統(tǒng)的分岔與混沌行為研究[D];南京航空航天大學;2018年

2 王婧;腔光力學系統(tǒng)的量子和非線性特性研究[D];吉林大學;2019年

3 嚴曉波;雙腔光力學系統(tǒng)的相干控制與潛在應用研究[D];吉林大學;2014年

4 劉榮萬;約束力學系統(tǒng)積分理論若干問題的研究[D];上海大學;2008年

5 駱天舒;耗散動力學系統(tǒng)的廣義哈密頓形式及其應用[D];浙江大學;2011年

6 張曉華;幾類力學系統(tǒng)的非線性動力學行為研究[D];南京航空航天大學;2013年

7 胡登高;刮板輸送機力學系統(tǒng)分析及實驗研究[D];中國礦業(yè)大學(北京);2016年

8 付長寶;光力學腔中的正交模劈裂、非線性多穩(wěn)與量子糾纏特性[D];吉林大學;2013年

9 周繼磊;近斷層強震作用下結(jié)構(gòu)隨機抗震分析和力學系統(tǒng)混沌控制[D];大連理工大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 季曉慧;時間尺度上可控力學系統(tǒng)的Noether對稱性與守恒量研究[D];蘇州科技大學;2019年

2 王鐵;腔光力學系統(tǒng)中光學響應及量子糾纏研究[D];延邊大學;2019年

3 劉曉宇;腔光力學系統(tǒng)中四組份糾纏的產(chǎn)生[D];山西大學;2019年

4 胡長生;光力學系統(tǒng)中的非經(jīng)典特性和量子糾纏研究[D];福州大學;2017年

5 張秦榕;少體關(guān)聯(lián)及混合光力學系統(tǒng)中泵浦-探測響應研究[D];長春大學;2018年

6 胡欣;雙力學模耦合的光力學系統(tǒng)的光學相干透明及糾纏特性的研究[D];四川師范大學;2018年

7 錢倬;多路徑耦合的光力學系統(tǒng)的吸收性質(zhì)研究[D];四川師范大學;2018年

8 韓明;腔光力學系統(tǒng)中的非線性多穩(wěn)特性[D];吉林大學;2015年

9 張克軍;離散約束力學系統(tǒng)的對稱性攝動與絕熱不變量理論研究[D];中國石油大學;2011年

10 賴登高;在二次耦合光力學系統(tǒng)中的誘導透明[D];四川師范大學;2017年

本文編號：2789847