基于BD干涉仪的隐藏非局域性研究与可调双光子态制备

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量子纠缠在基础物理学中扮演着重要的角色,它是量子信息处理的核心资源,并且目前已得到广泛的开发与应用。在量子纠缠概念体系中,非局域性凸显出量子世界与经典世界的根本不同之处,并且量子非局域性在量子隐形传态、量子纠缠交换、量子密集编码以及量子计算中受到广泛关注与应用。本文主要讨论了量子非局域性以及使用局域滤波器进行隐藏非局域性的提取。我们首先介绍量子纠缠的研究背景和意义以及对非局域性的研究上的重要进展。随后,本文介绍了一些纠缠光源的基础理论知识以及使用纠缠光源进行的一系列实验操作。在纠缠光源制备上,本文主要介绍双光子纠缠态的制备方案。我们使用自发参量下转换制备双光子纠缠源,得到保真度为99.41%的最大纠缠态光源。在得到高保真度的纠缠光源的基础上,一方面在实验上,我们使用了一种简单且参数可调的局域态的制备方案。该方案包括基于自发参量下转换的双光子纠缠光源以及由Sagnac环和退相干通道组成的可调参数的消相干通道两部分。得到可调参数的局域态之后,我们使用了由BD干涉仪组成的POVM来构成局域滤波器,并对得到的局域态进行滤波操作之后,对滤波后的态进行量子态层析测量后,分析出最终的量子态对应的Bell不等式值,通过它们的非局域性来判断局域态是否具有隐藏非局域性。另一方面通过对比BD干涉仪与Sagnac干涉仪优缺点,我们发现BD干涉仪具有很好的稳定性与模块化的级联可操作性,因此我们提出了以BD干涉仪为模块基础来构建参数可调的双光子态的理论实验方案。
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