袁亮 温亚飞 李雅 刘超 李淑静徐忠孝 王海†

1) (山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006)

2) (极端光学协同创新中心, 太原 030006)

原子系综中的Duan−Lukin−Cirac−Zoller (DLCZ)过程是产生光与原子(量子界面)量子关联和纠缠的重要手段.当一束写光与原子发生作用时, 将会产生斯托克斯(Stokes)光子的自发拉曼散射, 并同时产生一个自旋波(spin−wave)存储在原子系综中, 上述过程即为DLCZ 量子记忆产生过程.这一过程被广泛地研究.本文将87Rb 原子系综放入驻波腔, 并使Stokes 光子与光学腔共振, 我们观察到有腔且锁定的情况下Stokes 光子产生概率比无腔时增大了8.7 倍.在此条件下研究了Stokes 光子产生概率和写光功率的关系, Stokes 光子产生概率随写光功率线性增大.

1 引 言

在远距离量子节点之间实现纠缠是量子通信和量子中继的难点之一, 为实现量子中继器[1,2]、远距离量子通信[3]和量子密码[4], 量子节点间纠缠态的分布无疑提供了很有前途的途径.实现基于原子系综的可伸缩长距离量子通信的最有价值的协议之一是Duan, Lukin, Cirac 和Zoller(DLCZ)在2001 年提出的协议[3], 由于该方案原理简单, 迅速成为热点研究课题, 相应地发展出大量衍生方案.然而, 大多方案的一个显著缺点是纠缠光子产率低, 使得长距离纠缠分发难以成功.高制备速率和纠缠自旋波光子对的确定性产生是量子中继器和量子网络的重要组成部分.实现光子−原子纠缠的方式有多种, 其中冷原子系综的自发拉曼散射(SRS)[5−13]是应用最广泛也是比较……