基于光学参量放大的量子干涉仪

文章综述了基于光学参量放大的量子干涉仪。高灵敏度干涉仪是实现精密测量的一种重要仪器，它的灵敏度受限于探测光场的真空起伏所决定的标准量子极限。构建新型结构的量子干涉仪可以实现突破标准量子极限的微弱信号测量。一方面，利用光学参量放大器作为非线性分束合束器，可以构建非线性迈克尔逊干涉仪，在保持噪声水平不变时将相位信号放大，使其灵敏度超越标准量子极限。另一方面，在基于光学参量放大器的量子马赫-曾德尔干涉仪中，干涉仪两臂中光学参量放大器产生的相位压缩态直接用作相敏量子态，通过同时压缩散粒噪声和放大相敏场强，能够实现突破标准量子极限的微弱信号测量。基于光学参量放大器的量子干涉仪为量子精密测量的实用化发展提供了参考。     

相干态表象下的两类不对称积分投影算符

算符这一概念在量子力学中起着重要的作用。基于相干态表象,构造两类不对称积分投影算符,并利用有序算符内的积分技术和Dirac符号法,给出了该类算符的积分显式。研究结果表明,双模转动算符可以在相干态表象下表示成一类不对称积分投影算符。更为有趣的是,基于马赫-曾德尔干涉仪的量子精密测量中宇称测量算符也可以表示成相干态的另一类不对称积分投影算符,因此,它是厄米算符,有其经典对应。最后,也给出了马赫-曾德尔干涉仪的宇称测量算符的粒子数表象表示。     

主动关联马赫-曾德尔干涉仪中多参数相位估值的极限

基于量子费歇尔信息和量子费希尔信息矩阵理论,研究了三端口输入的主动关联马赫-曾德尔(Mach-Zehnder, MZ)干涉仪在两种不同输入态下的相位估值极限.研究结果得到,在单个端口输入任意光场的情况下,利用相位平均和量子费歇尔信息矩阵理论消除了输入光场的涨落对相位估值极限的影响;而在双端口输入相干态的情况下,无法消除光场涨落对估值极限的影响,且相位估值极限依赖于输入的双相干光的初始相位.     

基于多光子叠加态的交叉相位调制耦合参数测量

继纠缠之后,粒子间相互作用已成为量子增强的重要资源.在不利用纠缠资源的前提下,已有研究工作利用单光子叠加态与相干态的相互作用实现了精度为海森堡极限的参数测量,然而海森堡极限并不是这个相互作用模型的测量精度极限.为了得到更高的测量精度,将单光子叠加态替换为多光子叠加态,在弱测量框架下对信号光量子态进行后选择与量子态筛选.将单光子叠加态替换为多光子叠加态,能为测量结果带来全方位提升.提出基于多光子叠加态的交叉相位调制耦合参数测量的物理方案,该物理方案具有搭建难度低及操作简单的优点.     

基于广义卡尔曼-布西滤波的压缩光相位自适应估计方法

应用量子理论获取导航测角中的相位参数,有望获取超越经典理论极限的定位精度.在利用量子零拍探测测量相位压缩光的相位时,本振相位与待测相位在正交的前提下得到的零拍电流受到散粒噪声的影响最小.为了保证本振相位能够时刻满足此条件,并考虑到导航系统非线性和实时性的特点,基于广义卡尔曼-布西滤波设计了零拍锁相环,对本振相位进行实时的反馈控制,进而实现对压缩光相位的实时估计.理论分析以及仿真结果表明,利用压缩光作为信号场获取相位参数时能够突破散粒噪声的限制,提高导航测角系统的定位精度,并且在最优压缩度处相位估计精度最高,最优压缩度取决于压缩光强度以及测量系统的相位稳定性.      

光场压缩态与纠缠态的增强及量子信息网络

光场压缩态和纠缠态是进行量子精密测量和量子信息研究的重要资源.文章简要介绍光场压缩态和纠缠态的增强及其在量子密钥分发、连续变量多组分纠缠态光场的制备、量子通信网络和量子计算中的应用.     

量子光场态|ψ(3)〉q的N-H最小测不准态

本文根据新近建立的多模压缩态理论,对一种新型的三态叠加多模量子光场态|ψ(3)〉q的等幂次N-H最小测不准态进行了详细研究.结果发现:当腔模总数q与压缩次数N这两者之积满足一定的条件时,态|ψ(3)〉q总是恒处于等幂次N-H最小测不准态.     

两光子的自旋态与纠缠态

用量子理论方法给出两光子的自旋态, 即通过2个单光子自旋态的直积并叠加得到两光子的自旋本征态, 从而给出两光子的纠缠态, 所得结果与用经典极化矢量表示的两光子纠缠态不同, 该结果可应用于量子通讯和量子计算中.     

真空态与相干态的叠加态中测量相位算符的压缩效应

利用B arnett和Pegg提出的测量相位算符研究了真空态与相干态的叠加态中测量相位算符的压缩效应,讨论了叠加参数p、相干参数(R,θ)对压缩特性的影响.     

量子光场态|ψ(3)〉q的N-H最小测不准态

本文根据新近建立的多模压缩态理论,对一种新型的三态叠加多模量子光场态│Ψ(3)〉q的等幂次N-H最小测不准态进行了详细研究。结果发现:当腔模总数q与压缩次数N这两者之积满足一定的条件时,态│Ψ(3)〉q总是恒处于等幂次N-H最小测不准态。     

国家契约与国家责任

对国家契约的性质以及国家契约中国家方当事人违约时的责任承担问题 ,向来颇有争议。试就这两个问题进行分析 ,为对应国家契约中国家责任的两种产生情况 ,将国家契约中的国家责任分成国家的违约责任和国际责任。     

国家创新体系中的国家问题

 工业经济时代企业之间乃至国家之间的竞争是建立在自然资源和资本资源的基础之上的,谁拥有更多、更好的自然资源和更多的资本,谁就会在国际竞争中占据优势地位,竞争的焦点是以自然资源为基础的产品品种及其质量,可以说技术创新在此期间还仅仅是竞争的一种工具;然而在知识经济时代,企业之间乃至国家之间的竞争是建立在经济科技社会整体发展水平与能力的基础上的,国际竞争的焦点从各种生产活动的最终产品,变为知识转化为现实生产力的能力,变为知识、技术、生产整体匹配、协调的质量型发展能力,变为整个社会发展素质渐次、扎实提高的能力,因而是一种更加广泛、更为激烈的竞争.     

状态观测器对系统状态的控制

观测器在控制理论中非常重要.当状态不能观测时,应设计状态观测器来估计状态.理论分析和数值仿真证实了用所设计的观测器来估计状态的有效性.     

国家创新体系中的国家问题

工业经济时代企业之间乃至国家之间的竞争是建立在自然资源和资本资源的基础之上的,谁拥有更多、更好的自然资源和更多的资本,谁就会在国际竞争中占据优势地位,竞争的焦点是以自然资源为基础的产品品种及其质量,可以说技术创新在此期间还仅仅是竞争的一种工具;然而在知识经济时代,企业之间乃至国家之间的竞争是建立在经济科技社会整体发展水平与能力的基础上的,国际竞争的焦点从各种生产活动的最终产品,变为知识转化为现实生产力的能力,变为知识、技术、生产整体匹配、协调的质量型发展能力,变为整个社会发展素质渐次、扎实提高的…     

压缩真空态、相干态和压缩态的生成

本文用标准的量子力学的方法,阐明压缩真空态、相干态和压缩态的生成物理过程,并求得相干参量α与压缩参量r与过程的耦合常数的时间积分的关系。还讨论了压缩态与压缩真空态的反聚束现象的差异。     

双模场真空态与相干态的叠加态及其部分非经典性质

构造了辐射场的一类新的非经典态,即双模真空态与相干态的叠加态.并讨论了它的非经典性质,即压缩效应、亚泊松分布、两模间二阶相关函数.数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态.     

双模场真空态与相干态的叠加态的非经典性质

构造了辐射场的一类新的非经典态,称之为双模真空态与相干态的叠加态.对该态做了详细的数值计算以及量子统计性质的讨论.构造了双模真空态与相干态的叠加态的数学结构,讨论了它的非经典性质,即压缩效应、亚泊松分布、两模间二阶相关函数.数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态.     

非对称两态叠加多模叠加态光场的一种最小测不准态

 根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模复共轭相干态的相反态{-Z (a)*j }〉q与多模虚共轭相干态的相反态{-iZ (b)*j }〉q,两者线性叠加组成强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场?鬃 (ab)II 〉q。利用多模压缩态理论,对态?鬃 (ab)II 〉q的广义非线性高次压缩性质进行了详细分析。结果发现,若构成态?鬃 (ab)II 〉q的两个截然不同的量子光场态{-Z (a)*j }〉q和态{-iZ (b)*j }〉q中,各对应模的强度（或平均光子数）满足■R（a）Nj =■R（b）N j 或■R（a）Nj =■R（b）Nj ,并满足一定条件时,无论腔膜总数q、态间初始相位差（θ（aR）nq －θ（bI）nq ）,以及两态叠加的概幅r（aR）nq 和r（bI）nq 等如何变化,态?鬃 (ab)II 〉q总可以恒处于等幂次N-Y最小测不准态或等幂次N-H最小测不准态,成为一种新的相干态。     

真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩

研究了真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩,讨论了叠加参数p、相干参数(R,θ)对真空态与相干态的叠加态振幅平方压缩的影响.     

基于5粒子纠缠态实现单粒子任意态的量子信息共享

通过对Brown等人介绍的5粒子纠缠态的新应用研究,利用5粒子纠缠态作为量子信道提出了一个单粒子任意态的信息共享方案.首先,发送者对自己拥有的粒子做一次4粒子von-Neumann联合测量.然后,控制者对其拥有的粒子做单粒子测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的单粒子任意态.方案成功的概率为100%.