保偏光纤基纠缠双光子态的产生及其相干操控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61405030
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0505.非线性光学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

As the boundary between the worlds of the classical physics and quantum physics, quantum entanglement is widely used in quantum information science and technology, exploring the reliable and practical scheme for the generation and coherent manipulation of quantum entanglement is the cutting-edge of the related study. Taking the advantage of the polarization maintaining property of the polarization maintaining fiber (PMF), this project study on the generation and coherent manipulation of the entangled two-photon state with very high quality, which would solve the problem on the practical developing of the quantum light source due to the polarization disturbing in traditional single mode fiber based scheme. The study includes: building a theoretical model, which can be used to analyze the generation of entangled two-photon states in PMF and the its coherent manipulation scheme; experimental studying the high quality entangled two-photon state generation and its coherent manipulation; developing the techniques on the pump light source and filters for practical quantum light source. Based on those works, we can analyze the spontaneous nonlinear optical processes in PMF and the quantum interference phenomena for coherent manipulation of entangled two-photon states; clarifying and experimental demonstrating the physical factors which influence the generation quality of the entangled two-photon states; demonstrating the coherent manipulation of the photonic entanglement, such as controlled entanglement routing and coupling, based on quantum interference, and generating 1.5 micron spatial-path and frequency entangled two-photon states with a fidelity of greater than 0.95 and experimental measuring them; realizing the key techniques of picoseconds pulsed pump light source and optical filter with very high extinction ratio for practical quantum light source developing.
量子纠缠是区分经典和量子物理世界的基础物理资源,被广泛用于量子信息科学与技术的研究中,探索产生和操控量子纠缠的实用可靠方案是该领域的研究前沿。本项目发挥保偏光纤的双折射特性,研究高质量纠缠双光子态的产生和相干操控,突破普通单模光纤方案中偏振态扰动带来的量子光源实用化瓶颈。研究内容包括:建立分析保偏光纤中纠缠双光子态产生和相干操控的全量子理论模型;开展保偏光纤基高质量纠缠双光子态产生和相干操控的实验研究;研究发展实用化量子光源的泵浦光源和滤波技术。以期,明晰保偏光纤中纠缠双光子态产生的物理基础及其相干操控的量子干涉现象;阐明影响纠缠双光子态产生质量的物理因素和优化条件并进行实验验证;论证基于量子干涉实现光子纠缠资源的可控路由和耦合等相干操控过程;产生1.5微米保真度>0.95的空间-路径和频率纠缠双光子态并进行实验测量;研制皮秒脉冲泵浦光源和高消光比光学滤波器件等实用化量子光源关键技术。

结项摘要

本项目围绕保偏光纤基纠缠双光子态的产生与相干操控开展研究工作,并对光量子纠缠的量子信息应用进行扩展合作研究。作为区分经典和量子物理世界的基础物理资源,量子纠缠被广泛用于量子信息科学与技术的研究中。本项目正是在量子信息学科快速发展的背景下提出的,通过不断加深对光纤双折射特性的认识,我们探索出利用保偏光纤的双折射特性实现光量子纠缠资源产生和相干操控的可靠方案,这些方案有效的克服了普通单模光纤方案中偏振态扰动的瓶颈。主要的研究内容包括:(1) 建立了分析保偏光纤中纠缠双光子态的产生及其相干操控的全量子理论模型;(2) 开展了保偏光纤基纠缠双光子态的产生及其相干操控的实验研究,获得频率-路劲纠缠双光子态,测量得到其干涉条纹可见度大于95%;(3) 总结了发展实用化量子光源的泵浦光源和滤波技术,具体含高性能锁相激光器和10皮秒量级脉冲激光器等。更为重要的,得益于项目的支持,我们与加拿大卡尔加里大学开展合作研究,对光量子纠缠的量子信息应用进行扩展,研究工作包括:量子网络用场地光纤量子隐形传态、测量无关量子密钥分发、掺铒光纤基通讯波段多频道光-原子界面和频分复用宣布式单光子源的研究工作。以上工作进一步拓展了电子科技大学在量子信息方向的研究,帮助我们筹建‘信息与量子实验室’,并指明了我们在量子光源方向的具体研究,即复用宣布式单光子源和用于量子英特网的量子通道等。值得指出,我们申报的‘1.5微米波段主动频分复用宣布式单光子源’,作为本项目的后续研究,已经获得自然基金面上项目支持,为我们在电子科技大学继续开展量子信息的研究提供了持续资助。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(7)
专利数量(2)
量子保密通信用增益开关半导体脉冲激光器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周强;刘金璐;谷远辉;樊矾;王云祥;徐兵杰
  • 通讯作者:
    徐兵杰
Measurement-device-independent quantum key distribution: from idea towards application
独立于测量设备的量子密钥分发:从想法到应用
  • DOI:
    10.1080/09500340.2015.1021725
  • 发表时间:
    2015-01
  • 期刊:
    Journal of Modern Optics
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Raju Valivarthi;Itzel Lucio-Martinez;Philip Chan;Allison Rubenok;Caleb John;Daniel Korchinski;Cooper Duffin;Francesco Marsili;Varun Verma;Mathew D. Shaw;Jeffrey A. Stern;Sae Woo Nam;Daniel Oblak;Qiang Zhou;Joshua A. Slater;Wolfgang Tittel
  • 通讯作者:
    Wolfgang Tittel
Fast Frequency Acquisition and Phase Locking of Nonplanar Ring Oscillators
非平面环形振荡器的快速频率采集和锁相
  • DOI:
    10.3390/app7101032
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    APPLIED SCIENCES-BASEL
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Wang Yunxiang;Wang Chen;Tao Yangping;Liu Yang;Zhou Qiang;Su Jun;Wang Zhiyong;Shi Shuangjin;Qiu Qi
  • 通讯作者:
    Qiu Qi

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其他文献

可压缩混合层的涡结构演化与流质混合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    空气动力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周强;何枫;沈孟育
  • 通讯作者:
    沈孟育
采用3电平非均匀量化的脉冲编码策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    国防科技大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈剑斌;张江;周强;魏志虎
  • 通讯作者:
    魏志虎
基于广义可靠指标相对安全率的地基承载力安全判据研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周强;黎康平;段亚辉;曹子君;李典庆
  • 通讯作者:
    李典庆
医院环境及临床分离MRSA分子流行病学研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    安徽医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚杰;杨凯;周强;管世鹤
  • 通讯作者:
    管世鹤
升金湖湿地时空演变对越冬鹤类种群动态的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    长江流域资源与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶小康;董斌;王成;黄慧;陈凌娜;朱鸣;彭文娟;周强
  • 通讯作者:
    周强

其他文献

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周强的其他基金

1.5微米波段主动频分复用宣布式单光子源
  • 批准号:
    61775025
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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