连续变量量子克隆

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量子态不可克隆是量子力学的固有特性,它为量子克隆设置了一个不可逾越的界限;同时量子态不可精确复制也是量子密码术的重要前提,它确保了量子密码的安全性,使得窃听者不可能采取克隆技术来获得合法用户的信息。因而,量子不可克隆定理是量子信息科学的重要理论基础之一。近年来,人们对它作了进一步的研究,揭示出更丰富的物理内涵。之后,科学家们逐渐发现量子克隆不仅能够改善一些量子计算方案,而且对连续变量相干态的量子密钥分发是最优的窃听方案,连续变量量子克隆已成为量子信息网络中非常重要的内容之一。因此,对连续变量量子态的克隆的研究有着非常重要的意义。  本文的主要工作如下:  (1)连续变量纠缠态量子克隆的理论研究。在段路明等人提出的连续变量纠缠不可分判据以及Weedbrook等人提出的(Local e-cloner和Global e-cloner)两种纠缠态的克隆方案的基础上,用纠缠不可分判据对两种纠缠态的克隆方案克隆得到的纠缠态的纠缠特性进行了分析,从理论上分析了入射和出射分束器的反射率可变情况下的非对称Local e-cloner方案,证明了此克隆方案得到的两组纠缠态分别在分束器的反射率大于50%和小于50%时出现纠缠特性不对称的量子纠缠。  (2)连续变量相干态量子克隆的实验研究。首先在理论上,分析了利用非简并光学参量振荡器(NOPA)实现量子克隆以及利用分束器和平衡零拍探测系统实现量子克隆两种连续变量相干态的量子克隆方案。在此基础上,我们分析了利用纠缠态实现可控连续变量量子克隆的实验方案。接着,采用线性量子克隆方案对连续变量相干态的量子克隆进行了实验研究,并且成功实现了相干态的量子克隆;同时,也进行了利用EPR态填补真空通道的量子克隆实验研究。目前,我们已经完成了该实验装置的搭建,并且采用NOPA腔获得了-2.5dB的双模正交位相压缩光,完成了EPR态的制备工作。
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