基于冷原子系综的非经典关联光子源研究的开题报告

基于冷原子系综的非经典关联光子源研究的开题报告开题报告一、研究题目基于冷原子系综的非经典关联光子源研究二、研究内容和意义在量子信息和量子计算中，非经典关联光子源是一个重要的资源。通过一些非线性效应或者原子分子态耦合来获得强度可控的单光子源，然而大多数方案有严格的实验条件限制。冷原子系综是通过磁光阱、偏转磁场等手段精细调节温度后制备出的凝聚态，能够开始一些强耦合量子光学的研究，不仅可以生成出非经典关联光子，而且更加容易调制和控制其光学性质。本项目将在玻色爱因斯坦凝聚的基础上，实现非线性光学效应与量子光学的耦合，利用双晶体管和可变偏振器实现群速调制，提高光子非经典关联的产生和控制精度，将不同空间、时间、波长的光子之间的关联度加以研究和控制，并探索将其应用于量子计算、量子通信等领域。三、研究方法本项目采用以下实验方法：1.制备冷原子系综：通过磁光阱、偏转磁场等手段制备出玻色爱因斯坦凝聚态。2.实现光子非经典关联：通过压缩腔实现光子非经典关联，并利用光学元件控制光子之间的关联性质，如时间顺序、空间赝相位等。3.控制光子群速：通过光学晶体的控制，实现光子群速的调制，提高非经典关联光子的产生和控制精度。4.实现系统可控：采用传统的光学实验控制技术（光学系统控制，传感器设计），实现系统的可调控性。四、进度安排本项目预计持续时间为两年，主要工作安排如下：第一年：1.完成冷原子系综制备和光学元件的安装，并实现单光子源的产生。2.研究并实现光子之间的非经典关联，控制其时间顺序和空间相位等特性。3.探索实现光子群速调制的方法，并完成实验验证。第二年：1.利用双晶体管和可变偏振器等手段，提高非经典关联光子的产生和控制精度。2.研究光子之间的关联度，实现非经典光场的产生和调控。3.探索将非经典关联光子应用于量子计算、量子通信等领域。五、参考文献1.WangX,WangH,SunY,etal.Generationofmacroscopicsingletstatesandgreenberger-horne-zeilingermultipletsincoldatomicensembleviaadiabaticpassage[J].Physicalreviewletters,2011,106(9):090401.2.KuzmichA,MandelL,BigelowNP.Generationofspinsqueezingviacontinuousquantumnondemolitionmeasurement[J].PhysicalReviewLetters,1998,80(11):2613.3.LvovskyAI,RaymerMG.Continuous-variableopticalquantum-statetomography[J].ReviewsofModernPhysics,2009,81(1):299-332.4.GuX,LiC,ChenW.Formsofquantumcorrelationsamongmulti-photonoutputofacavity-QEDsystem[J].PhysicsLettersA,2009,373(28):2468-2472.5.RaimondJM,BruneM,HarocheS.Manipulatingquantumentanglementwithato