腔增强参量下转换无频率关联的纠缠光子制备和存储

摘要

本论文详细论述了窄带极化纠缠光源的实验制备和在基于原子系综的量子存储器中的应用。
　　 我们利用腔增强的自发参量下转换过程,实验制备了频率连续可调的窄带极化纠缠光子对。此后,通过将连续光转成脉冲光和选择合适的脉冲宽度,我们成功解除了两个纠缠光子之间的频率关联性,制备了高品质的窄带极化纠缠光源。
　　 利用此光源,我们将极化纠缠光子对中的一个光子送入使用暗磁光阱技术制备的87Rb冷原子团中,并应用电磁诱导透明过程,成功实现了纠缠的存储。首次实验实现了与频率无关的自发参量下转换光子与原子存储器之间的量子连接。在第二个实验中,我们将两个极化纠缠光子送入同一个冷原子团中,通过利用更多的空间模式,我们同时实现了一对窄带纠缠光子的量子存储。这也是首次实现的两光子纠缠态在原子系综中的存储。
　　 我们相信,实验中发展起来的一系列技术将在未来的远程量子通信,可升级的线性光学量子计算,量子力学基础的实验检验等多方面的研究中起到重要作用。