光學(xué)分束器系統(tǒng)作用下的疊加相干態(tài)的非經(jīng)典特性研究.pdf

1、近年來，隨著量子力學(xué)的發(fā)展，量子信息已經(jīng)成為現(xiàn)代物理學(xué)和信息科學(xué)中最前沿的學(xué)科之一，量子力學(xué)作為人類歷史上最成功的理論與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)．量子糾纏已成為量子力學(xué)中許多基礎(chǔ)工作的中心，除了這些基礎(chǔ)方面，激發(fā)和操縱糾纏態(tài)對(duì)量子信息應(yīng)用非常重要，如在量子計(jì)算、量子傳輸、量子密集編碼、量子密碼學(xué)中。量子糾纏被認(rèn)為是最重要的量子信息源． 本文主要研究了分束器系統(tǒng)作用下疊加相干態(tài)的非經(jīng)典特性．具體研究了分束器系統(tǒng)對(duì)光場(chǎng)糾

2、纏、反聚束、單模壓縮、和壓縮、差壓縮這些非經(jīng)典特性的影響．第二章簡(jiǎn)要介紹分束器的基本理論．第三章介紹光場(chǎng)的非經(jīng)典特性，包括反聚束、壓縮等，及糾纏的度量方式concurrence的定義及計(jì)算．第四章到第五章是本文的工作，得出了一些有意義的創(chuàng)新性結(jié)論． 第四章研究了糾纏相干態(tài)作為分束器的輸入態(tài)時(shí)，分束器對(duì)光場(chǎng)糾纏、反聚束、單模壓縮、和壓縮、差壓縮等非經(jīng)典特性的影響．通過研究，發(fā)現(xiàn)在一般情況下，輸出態(tài)仍為糾纏態(tài)，分束器使輸出態(tài)的糾纏度

3、小于或等于輸入態(tài)的糾纏度．特別，當(dāng)分束器上反射光場(chǎng)與透射光場(chǎng)之間的位相差為π/2，3π/2時(shí)，輸出態(tài)與輸入態(tài)的糾纏度相同，分束器不改變糾纏度，當(dāng)分束器透射系數(shù)等于反射系數(shù)、反射透射光束相位差為0，π，2π時(shí)，輸出態(tài)不再為糾纏態(tài)，輸出態(tài)中糾纏消失．因此分束器既能產(chǎn)生糾纏，也能減小糾纏．對(duì)反聚束效應(yīng)與和壓縮效應(yīng)，分束器對(duì)它們無影響．而單模壓縮、差壓縮等效應(yīng)，分束器對(duì)它們有影響。 第五章研究了由分束器等光學(xué)元件組成的傅里葉多端口裝置產(chǎn)

4、生糾纏和解糾纏特性，證明了傅里葉多端口裝置在一定條件下可作為糾纏轉(zhuǎn)換器．表明光學(xué)傅里葉多端口裝置不但能使非糾纏的輸入態(tài)產(chǎn)生糾纏，而且也能破壞輸入態(tài)中的糾纏，即傅里葉多端口裝置能將輸入的糾纏態(tài)（或非糾纏態(tài)）轉(zhuǎn)換為非糾纏態(tài)（或糾纏態(tài)）．在量子信息中，量子糾纏是重要的量子信息源，因此，傅里葉多端口裝置被認(rèn)為是一種源處理器．我們具體研究了兩模和三模糾纏相干態(tài)的產(chǎn)生和破壞，我們分別給出了，通過使用傅里葉四端口裝置和六端口裝置，如何產(chǎn)生和破壞Bel