基于四波混频过程产生四组份纠缠  

Generation of Quadripartite Entanglement from Four-Wave Mixing Processes

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作  者:宋婷婷 周延芬 张凯 荆杰泰 SONG Ting-ting;ZHOU Yan-fen;ZHANG Kai;JING Jie-tai(State Key Laboratory of Precision Spectroscopy,East China Normal University,Shanghai 200062,China;CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 201800,China;Collaborative Innovation Center of Extreme Optics,Shanxi University,Taiyuan 030006,China)

机构地区:[1]华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海200062 [2]中国科学院超强激光科学卓越创新中心,上海201800 [3]山西大学极端光学协同创新中心,山西太原030006

出  处:《量子光学学报》2022年第2期131-139,共9页Journal of Quantum Optics

基  金:国家自然科学基金(11874155,91436211,11374140);国家重点基础研究发展计划(2016YFA0302103);上海市自然科学基金(17ZR1442900);上海市教育委员会科研创新计划(2021-01-07-00-08-E00100);上海市科学技术委员会科技创新行动计划基础研究领域项目(20JC1416100);上海市科技创新行动计划(17JC1400401);上海市市级科技重大专项(2019SHZDZX01);闵行领军人才(201971);111计划(B12024);中国博士后科学基金(2020M681224)。

摘  要:纠缠是一种重要的量子资源,其可以广泛应用于量子通信、量子计算和量子计量学。本文提出联合三个四波混频过程产生四组份纠缠的新方案,利用部分转置正定判据理论研究了四组份纠缠强度随三个四波混频过程增益的变化关系。结果表明此系统产生了真正的四组份纠缠,且纠缠强度随三个四波混频过程增益的增大而增强。进一步分析了系统各输出场的本征值和本征模,研究发现此系统由四个独立的单模压缩态组成。我们的理论结果为实验产生四组份纠缠资源提供了可行性方案和理论支持。Quantum entanglement is of great importance for quantum information, quantum computing, and quantum metrology. In this paper, a scheme for generating quadripartite entanglement is proposed by combining three four-wave mixing(FWM) processes.The effect of intensity gain of three FWM processes on quadripartite entanglement is studied by applying the positivity under partial transposition(PPT) criterion. We find that the quadripartite entanglement exists in this system, and the quadripartite entanglement is enhanced by increasing the gain of three FWM processes. Furthermore, the eigenvalues and eigenmodes of this system is investigated, and the results show that this system is composed of four independent squeezed modes. Our theoretical results will provide a feasible scheme and theoretical support for the experimental generation of quadripartite entanglement.

关 键 词:四波混频 多组份纠缠 部分转置正定判据 协方差矩阵 

分 类 号:O431[机械工程—光学工程]

 

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