en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-12-38-45
Квантовые свойства оптического резонатора с тройной связью и инжекцией сжатого вакуумного поля
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Ke Di, Jie Ren, Wei Cui, RenPu Li, YongLe Lu, JunQi Guo, Yu Liu, JiaJia Du. Квантовые свойства оптического резонатора с тройной связью и инжекцией сжатого вакуумного поля. Quantum properties of triple-coupled optical cavity with injection of a squeezed vacuum field [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 12. С. 38–45. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2022-89-12-38-45
Ke Di, Jie Ren, Wei Cui, RenPu Li, YongLe Lu, JunQi Guo, Yu Liu, JiaJia Du. Квантовые свойства оптического резонатора с тройной связью и инжекцией сжатого вакуумного поля. Quantum properties of triple-coupled optical cavity with injection of a squeezed vacuum field [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 12. P. 38–45. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2022-89-12-38-45
Ke Di, Jie Ren, Wei Cui, RenPu Li, YongLe Lu, JunQi Guo, Yu Liu, and JiaJia Du, "Quantum properties of a triple-coupled optical cavity with injection of a squeezed vacuum field," Journal of Optical Technology. 89(12), 722-727 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000722
Предмет исследования. Предложена схема квантовой манипуляции в системе связанных оптических резонаторов, включающей оптический резонатор с тройной связью и инжекцией сжатого вакуумного поля. Метод. Схема квантовой манипуляции в системе со связанными оптическими резонаторами основана на анализе характеристик поглощения и дисперсии отражения в классическом поле и квантовом поле. Основные результаты. Было установлено, что поглощение и дисперсия поля отражения с различными связанными интенсивностями в условиях классического поля проявляют разные характеристики. Эффект прозрачности электромагнитной индукции наблюдается по мере увеличения связанных интенсивностей и становится всё более очевидным по мере увеличения связанных интенсивностей, пока кривая поглощения не станет полностью независимой из-за сильной связи. И флуктуация квантового шума, соответствующая амплитуде и фазе поля отражения в квантовом поле, также представляла различные характеристики. С увеличением связанных интенсивностей кривая флуктуации квантового шума начинает расщепляться. И в то же время наблюдается тенденция расщепления единой кривой флуктуации квантового шума на три части, пока, наконец, она полностью не распадается на три отдельные кривые Лоренца. Практическая значимость. Теоретические результаты рассмотренной схемы продемонстрировали, что многократная (трёхкратная) квантовая манипуляция может быть реализована в предлагаемом устройстве, что обеспечивает метод кодирования квантовой плотности.
квантовая манипуляция, квантовое кодирование, оптический резонатор с тройной связью, сжатое вакуумное поле
Благодарность:Работа выполнена при поддержке Национального фонда естественных наук Китая (№№ 11704053, 52175531); Программы научно-технологических исследований Чунцинской муниципальной комиссии по образованию (KJQN201800629); проекта Чунцинского университета науки и технологий в области инноваций для молодых ученых (№ CSTC-CXLJRC201711).
Коды OCIS: 270.5585, 190.4970
Список источников:1. Taylor J.M. A quantum future awaits // Science. 2018 V. 361. № 6400. P. 313.
2. Bayliss S.L, Laorenza D.W, Mintun P.J, Kovos B.D, Freedman D.E, Awschalom D.D. Optically addressable molecular spins for quantum information processing // Science. 2020 V. 370. № 6522. P. 1309–1312.
3. Julio T. Barreiro, Dieter Meschede, Eugene Polzik, E. Arimondo, Fabrizio Illuminati, Luigi Lugiato. Atoms, photons and entanglement for quantum information technologies // Procedia Computer Science. 2011 V. 7. P. 52–55.
4. David P. Divincenzo. Quantum Computation // Science. 1995. V. 270. № 5234. P. 255–261.
5. Stefanie Barz, Elham Kashefi, Anne Broadbent, Joseph F. Fitzsimons, Anton Zeilinger, Philip Walther. Demonstration of blind quantum computing // Science. 2012. V. 335. № 6066. P. 303–308.
6. Olmschenk S., Matsukevich D.N., Maunz P., Hayes D., Duan L.M., Monroe C. Quantum teleportation between distant matter qubits // Science. 2009 V. 323. № 5913. P. 486–489.
7. Arrazola J.M., Scarani V. Covert quantum communication // Phys. Rev. Lett. 2016. V. 117. 250503.
8. Fowler A.G., Wang D.S., Hill Ch.D., Ladd T.D., Van Meter R., Hollenberg L.C.L. Surface code quantum communication // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 104. 180503.
9. S.J. van Enk. Quantum communication, reference frames, and gauge theory // Phys. Rev. A. 2006. V. 73. 042306.
10. Horodecki R., Horodecki P., Horodecki M., Horodecki K. Quantum entanglement // Rev. Mod. Phys. 2009. V. 81. 865.
11. Song J, Zhang Z.J., Xia Y, Sun X.D., Jiang Y.Y. Fast coherent manipulation of quantum states in open systems // Opt. Express. 2016 V. 24. № 19. P. 21674–21683.
12. Wang L.Y., Hu J.G., Du J.J., Di K. Broadband coherent perfect absorption by cavity coupled to three-level atoms in linear and nonlinear regimes // New J. Phys. 2021. V. 23. 123040.
13. Du S.P., Bai Z.F, Qi X.F. Coherence manipulation under incoherent operations // Phys. Rev. A. 2019. V. 100. 032313.
14. Rohde P.P., Ralph T.C., Nielsen M.A. Optimal photons for quantum-information processing // Phys. Rev. A. 2005. V. 72. 052332.
15. Rips S., Hartmann M.J. Quantum information processing with nanomechanical qubits // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. 120503.
16. Boykin P.O., Vwani Roychowdhury. Optimal encryption of quantum bits // Phys. Rev. A. 2003. V. 67. 042317.
17. Stannigel K., Komar P., Habraken S.J.M., Bennett S.D., Lukin M.D., Zoller P., Rabl P. Optomechanical quantum information processing with photons and phonons // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. 013603.
18. Saleh Rahimi-Keshari, Artur Scherer, Ady Mann, Rezakhani A.T, Lvovsky A.I., Sanders B.C. Quantum process tomography with coherent states // New J. Phys. 2011. V. 13. 013006.
19. Xing Z.C., Hong Y.F., Zhang B. The influence of dichroic beam splitter on the airborne multiband coaperture optical system // Optoelectronics Letters. 2018. V. 14. № 4. P. 250–256.
20. Cosmo Lupo, Vittorio Giovannetti, Stefano Pirandola, Stefano Mancini and Seth Lloyd. Capacities of linear quantum optical systems // Phys. Rev. A. 2012. V. 85. 062314.
21. Mostafa Ghorbanzadeh, Sara Darbari. Efficient plasmonic 2D arrangement and manipulation system, suitable for controlling particle–particle interactions // Opt. Lett. 2019. V. 37. № 9. P. 2058–2064.
22. Бахолдин А.В., Бутылкина К.Д., Васильев В.Н., Романова Г.Э. Разработка и исследование зеркальных и зеркально-линзовых оптических систем для дистанционного зондирования Земли // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 11. С. 55–61.
23. Ou Z.Y., Pereira S.F., Kimble H.J., Peng K.C. Realization of the Einstein–Podolsky–Rosen paradox for continuous variables // Phys. Rev. Lett. 2019. V. 68. 3663.
24. Lawrence M.J., Byer R.L., Fejer M.M., Bowen W., Lam P.K., Bachor H.-A. Squeezed singly resonant secondharmonic generation in periodically poled lithium niobat // J. Opt. Soc. Am. B. 2002. V. 19. № 7. P. 1592–1598.