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《第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集》2014年
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多自由度量子信息处理

邓富国  任宝藏  盛宇波  
【摘要】:正光子系统具有多个自由度,譬如偏振、空间模、动量、轨道角动量、频率等。在量子信息处理中,光子的每一个自由度都可以携带信息。光子在两个或两个以上自由度都存在纠缠,称之为超纠缠。利用光子系统超纠缠,既可以完成确定的Bell态分析,又可以完成确定的纠缠纯化,建立长距离的量子中继器。一方面,充分利用光子多自由度,可以携带更多的信息,提高量子通信的信道容量。另一方面,利用光子多自由度上的量子态进行量子计算,能提升并行速度、节省量子资源,且能降低光子损耗噪声的影响,方便信息存储。为此,我们设计了利用光子系统极化与空间模两个自由度同时进行演化的超并行量子计算模型[1],利用光子系统空间模式纠缠实现确定的极化纠缠纯化模型[2-4],超纠缠光子对线性元件参数劈裂纠缠浓缩模型[5],超Bell态分析及其高容量量子通信[6],为多自由度量子信息处理提供了一些实用方法。

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