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量子纠缠源的制备和应用

作　者: 江浪
导　师: 熊锦
学　校: 上海交通大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 量子纠缠量子纠缠应用量子纠缠源的制备量子匿名投票
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

量子纠缠是量子力学特有的一个特征，也是和经典力学最不相同的一个地方。量子纠缠是多个量子系统之间的非定域、非经典的强关联。量子纠缠从被提出到完善已经发展了近百年，各种制备方法和各种方面的应用也相继被提出。量子纠缠的主要制备方法有以下几个：基于非线性晶体的二阶非线性的自然参量下转换和准相位匹配技术；基于光纤三阶非线性效应的四波混频；基于光学参量的压缩态纠缠源。随着量子纠缠源被制备出来，量子纠缠的应用也得到了很大的发展，如量子隐形传输，纠缠交换，量子密钥分配，量子密集编码等通信方面的研究，还有量子计算机、量子成像、量子测距、量子时钟同步等等。论文内容分成了三个部分，第一部分是量子纠缠源的发展、基础知识和量子纠缠源的主要应用；第二部分是量子纠缠源的制备，并详细地介绍了自然参量下转换的方法制备两方纠缠源的实验，我们用的晶体是BBO晶体，描述了整个实验的原理、流程和结果；第三部分是量子纠缠源的一个应用，连续变量量子匿名投票。其中二，三是我主要介绍的内容，二是我的对制备量子纠缠源的一个实验方面的研究成果，三是我对量子纠缠源的一个理论上研究。利用BBO晶体的自然参量下转换制备两方纠缠源的实验主要分为五个部分，晶体的设计、器材购买、平台的搭建、测量数据和分析结果。在我们分析结果部分我们利用Bell不等式测得我们的数据是纠缠源。离散变量量子匿名投票的信息载体实验上检测相对比较困难，而连续变量的量子纠缠源在检测上方便多了。因此我们提出了量子匿名投票。投票协议里介绍了三个方案：对比投票、匿名调查和量子匿名投票。匿名投票根据候选者的人数分为两方和多方匿名投票。在协议的最后我们给了连续变量量子匿名投票的实验方案。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-25
  1.1 量子纠缠的发展  9-11
  1.2 量子纠缠的基础知识  11-18
    1.2.1 量子态和纠缠态  11-14
    1.2.2 密度算符和密度矩阵  14-15
    1.2.3 量子纠缠度  15-16
    1.2.4 量子纠缠态及其性质  16-18
  1.3 量子纠缠的应用  18-23
    1.3.1 量子隐形传态  18-19
    1.3.2 纠缠交换  19-20
    1.3.3 量子密钥分配  20-22
    1.3.4 量子密集编码  22-23
  1.4 本章小结  23-25
第二章量子纠缠的制备  25-41
  2.1 量子纠缠源的制备方法  25-31
    2.1.1 自然参量下转换  25-26
    2.1.2 准相位匹配技术  26-28
    2.1.3 基于光纤的非线性过程制备纠缠源  28-29
    2.1.4 基于光参量产生的压缩态纠缠光子源  29-31
  2.2 利用 BBO 晶体自然参量下转化制备两方偏振纠缠源  31-40
    2.2.1 纠缠源的产生原理  31-32
    2.2.2 纠缠源的实验平台搭建和制备纠缠源  32-35
    2.2.3 实验的结果和分析  35-40
  2.3 实验总结  40-41
第三章连续变量量子匿名投票  41-53
  3.1 经典电子投票  41-42
  3.2 连续变量量子匿名投票  42-51
    3.2.1 基本投票协议  43
    3.2.2 对比投票  43-45
    3.2.3 匿名调查  45
    3.2.4 两方匿名投票  45-49
    3.2.5 多方匿名投票  49-51
  3.3 连续变量匿名投票的实现  51
  3.4 总结  51-53
第四章总结  53-55
参考文献  55-59
发表论文  59-61
致谢  61-62
附件  62-64

量子纠缠源的制备和应用

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