• <blockquote id="cwvu8"><ruby id="cwvu8"><option id="cwvu8"></option></ruby></blockquote>

    山大縱覽
    山大縱覽
    位置: 首頁 » 山大縱覽
    基于單一壓縮光的多重糾纏與多路密集編碼量子通信
    發布時間:2020-09-16 來源: 山西大學新聞網
      

    8月14日,美國物理學會主辦的學術期刊《物理評論快報》 (Physical Review Letters Vol.125, No. 070502) 在線發表了我校光電研究所量子技術研發平臺鄭耀輝教授課題組近期在多重糾纏與多路密集編碼量子通信方面完成的重要研究。論文題目為“Demonstration of Channel Multiplexing Quantum Communication Exploiting Entangled Sideband Modes” [Phys. Rev. Lett., 125, 070502 (2020)]。

    壓縮態與糾纏態光場的制備是發展連續變量量子信息技術的基礎。經過幾十年的持續努力,我校光電研究所與國際前沿同步發展,實驗制備了不同類型的壓縮與糾纏態光場,完成了量子通信,量子測量及量子計算等領域的多項實驗研究。近年致力于將基礎研究成果向應用技術轉化,建立了量子技術研發平臺,制備出壓縮度高達13.8 dB及糾纏度高達11.1 dB的穩定非經典光場,成為國際上能獲得高于10 dB壓縮態光場的少數幾個實驗室之一。

    c9f2438c20da4882b4deb3914b31327d.png

    圖1 信道復用量子密集編碼通信實驗方案示意圖

    理論研究證明,僅用一個寬帶壓縮光源就可以提供多對邊模窄帶量子糾纏態光場。我們提出了一種類光梳分頻技術,第一次實驗完成了多對糾纏態光場的提取,并將之應用于多路密集編碼量子通訊,實現了相同光子數下,當前國際上最高的光通訊信道容量。圖1為通信系統示意圖,一束壓縮光(squeezer)經光梳系統頻分為幾對糾纏態光(BF+1,BF+2,……BF+n)和(BF-1,BF-2,……BF-n),之后經解多重(Demultiplexing)分別分配到遙距的發射站(Sender)與接收站(Receiver),在發射站不同的發送者各向編碼兩組獨立信號在BF+n的兩個正交量子變量上,之后送至接收站,不同接收者用他們獨自掌接的糾纏光之一(BF-n)解碼信號光(BF+n),獲得獨立的兩組信息。由于采用了量子糾纏解碼,調制信號可以低于真空噪聲,因此具有保密功能,而且信噪比與信道容量均高于任何其它光通訊。圖2為信道容量對比圖。 C  fd 為我們方案的通信總容量,它遠高于其它類型的光通信( C  ch  , Csq, C For  k 分別為相干態、壓縮態、Fork態光通信的信道容量, C  sd 為我們方案中單個信道的信道容量。)。

    6939aef6f0ad48adb0aa8b87f4dcd028.png

    圖2 量子密集編碼通信的信道容量與平均光子數

    我們所提供的分頻技術原則上可以擴展至很多路(n很大),因此為一個壓縮光源頻分至多重獨立的糾纏源提供了可行技術,為構建未來的量子信息網絡開辟了新的途徑。

    該論文的作者為史少平、田龍、王雅君、鄭耀輝、謝常德、彭堃墀,其中史少平和田龍為共同第一作者,鄭耀輝為通信作者。

    這項工作得到國家自然科學重點項目、國家重點研發計劃、山西省重點研發計劃的支持。

           論文鏈接: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.070502

    金博棋牌app

    聯系方式

    電       話:0351-7018101 7011886
    地       址:山西省太原市小店區塢城路92號 山西大學招生就業處
    電子郵箱:zb@sxu.edu.cn 郵政編碼:030006

    • 山西大學本科招生

      微信公眾平臺

    COPYRIGHT SHANXI UNIVERSITY ALL RIGHTS RESERVED 版權所有:山西大學