宣布式可控波形单光子的产生和应用  

Heralded narrowband single photon with controllable waveform:generation and application

作　　者：颜辉[1] 何君钰 廖开宇 朱诗亮[1] 

机构地区：[1]广东省量子调控工程与材料重点实验室,华南师范大学物理与电信工程学院,广州510006

出　　处：《中国科学：信息科学》2014年第3期410-424,共15页Scientia Sinica(Informationis)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11104085;11125417;91121023);科技部重大研究计划(批准号:2011CB922104);教育部创新团队发展计划(批准号:IRT1243)资助项目

摘　　要：在时域上操控单光子的波形不但可以应用到基础量子物理研究,也可以应用到量子信息处理.窄线宽纠缠光子对的成功产生让时域上操控单光子的波形成为可能.本文首先介绍了利用四波混频和慢光技术在大光学厚度的冷原子系综中产生窄线宽纠缠光子对,进而获得宣布式可控波形单光子的工作.在此基础上,本文进一步介绍了宣布式可控波形单光子波形的操控.然后介绍宣布式可控波形单光子在基础量子物理和量子通信方面的应用,具体包括:(1)单光子光前驱波;(2)宣布式可控波形单光子与二能级原子相干相互作用;(3)宣布式可控波形单光子差分相位编码量子密钥分发.Manipulation of the temporal waveform of single photons not only provides a powerful benchmark tool for fundamental research in quantum physics, but also plays a critical role in quantum information processing. The generation of narrowband paired photons makes it possible for manipulating the temporal waveform of single photons. At first, we reviewed the generation of narrowband photon pairs through four wave mixing and slow light with high optical depth cold atoms. Secondly, we reviewed the generation and manipulation of the heralded narrowband single photons with controllable waveforms. Thirdly, we reviewed the application of the heralded narrowband single photons： （1） single photon precursor; （2） the coherent interaction between the heralded narrowband single photon and two energy level atoms; （3） DPS quantum key distribution with the heralded narrowband single photons.

关 键 词：宣布式单光子 窄线宽纠缠光子对 冷原子 四波混频 量子信息处理 

分 类 号：O431.2[机械工程—光学工程]