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    188宝金博页面版: 纠缠微波信号的特性及表示方法

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    内容提示： 物 理 学 报 Acta Phys．Sin． Vo1．67，No．24(2018) 240301 纠缠微波信号的特性及表 示方法冰 李响 吴德伟十 苗强 朱浩男 魏天丽 (空军 I 程 大学信息 j导航学院 西安 710077) (2018年 8 Jj 26日收到 ：2018年 lO月 11口收到修改稿 ) 纠缠微波信号是 电磁场微波频段董子特性的体现．在总结了现有纠缠微波信 号产生及验证实验的基础 上，针对 日前没有统一的表达式来描述纠缠微波信号格式的问题，通过深入分析纠缠微波信号的特性，提出了 两种纠缠微波信 号的表示方法．一种 是在量子框架下，利用双模压缩真空态表示．并分别在光子数表象下和 Wigner分布下分析了其信 号‘特...

    文档格式：PDF | 页数：9 | 浏览次数：10 | 上传日期：2021-11-15 06:59:50 | 文档星级：
    物 理 学 报 Acta Phys．Sin． Vo1．67，No．24(2018) 240301 纠缠微波信号的特性及表 示方法冰 李响 吴德伟十 苗强 朱浩男 魏天丽 (空军 I 程 大学信息 j导航学院 西安 710077) (2018年 8 Jj 26日收到 ：2018年 lO月 11口收到修改稿 ) 纠缠微波信号是 电磁场微波频段董子特性的体现．在总结了现有纠缠微波信 号产生及验证实验的基础 上，针对 日前没有统一的表达式来描述纠缠微波信号格式的问题，通过深入分析纠缠微波信号的特性，提出了 两种纠缠微波信 号的表示方法．一种 是在量子框架下，利用双模压缩真空态表示．并分别在光子数表象下和 Wigner分布下分析了其信 号‘特征．刻画 J 交分量之间的正反关联特性：另一种是在经典框架下，利用关联 随机信 号表示 刻画了测量后纠缠微波信 弓。场幅度正交分量随时间变化的波形 图．两种表示恰 当合理地反映 了纠缠微波信 号连续变量纠缠的特性． 关键词：纠缠微波信 号． 反关联．双馍压缩真空态．关联随机信号 PACS：03．67．Mn．42．50．Dv．07．50．Qx DOh 10．7498／aps．67．20181595 1 引 言 纠缠是量子信息学 中最重要的资源，到 目前为 止，在原子物理学和量子光学领域，人们对纠缠光 予已经有 了非常深入的研究 【卜 ，并在许 多领域已 经开始走 向应用 [ -引．尽管 如此．在实际中仍然存 在着许多无法克服的问题，如 自由空间中传播的单 光 子探测 问题 、纠缠光子的退相干 问题等．纠缠微 波是微波频段的连续变量纠缠信号．从研 究电磁 场量子性质 的角度来看，微波频段的信 号并不是一 种很好的选择 因为与可见光频段相 比，微波单光 予的 能量 只有几微 电子 伏，甚 至 比室温条件 下的 热光子能量 ^·BT还要低 几个数量级．因此，若要检 测到微波 频段 的单 光子，必须在极低温 条件下才 能实现．除此之外，典型的微波谐振器处在毫米的 数量级，实际也很难观测 到耍求 尺度更小 的微观 量子现 象 但是 量子微波也有可 见光光子无法 及的优势，主要表现在两 个方面：一是微波频段 的无线 电信 号具有 比光波 更远 的传输距离和更强 的抗干扰能 力，适 用 _ j 远距离量子通信、雷达等开 放性空间 的应用：二是量子微 波能够保持 比可 见 光光子更长 的相干时 间，适用 于做量子计算 中的 量子 比特．尽管量子信息技术飞速 发展，但是研究 部集中在光学频段．直到 2008年，Yamamoto等 【7】 利用磁 通驱动 的约瑟夫森 参量放 大器 fJosephson parameter amplif ier，JPA)产生 了微波频段 的单模 压缩态，通 过 改变 磁通 量，可实现 信 号的参量 放 大，并观测到了微波热涨落的压缩低于真空量子噪 声 制备 了非经典微波信 号．随后，该研究组 Zhong 等 【 】压缩 了真空噪声 低 于量子噪声极限 4．9 dB． 2011年，Eichler等 利用 。 JPA产生并观察到 了微 波频段 的双模压缩态．2012年， Ienzel研究组 利用 JPA产生的压缩态 以及 50 负载产生的真空 态在微波分束器中混合．产生了连续变量量子纠缠 微波信号：I 刊年、Flurin研究组 ? 在约瑟夫森混频 器fJosephson mixer．． I)巾泵浦真空态，产生了两 路空间分离的频率非简并量子纠缠微波信号．2017 年，Dambach等 【 】在约瑟夫森光子设备中产生 了 纠缠量子微波．在此 期间．大量的研 究工作集 中在 电路和设备的性能改进上 [13-23】． 相较 陶外近年来 在微波纠缠研 究领域的火热 因家门然科学琏 金(批 准 j：61603413．61573372)资助 的课题 十通信作 嚣．E—mail：wll( 1 w(、i74609n 126 C(． )II1 0 2018 中国物理 学会 Chinese Physical Society 240301一l http：／／wulixb．iphy．ac．c礼 。 。. .。 。

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