翟淑琴 康晓兰 刘奎

1) (山西大学物理电子工程学院, 太原 030006)

2) (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)

多组份量子导引是一种重要的量子资源, 是安全量子通信网络的基础.本文设计了串联级联四波混频和混合级联四波混频两种不同的方案, 并基于这两种方案分别产生了三组份量子导引和五组份量子导引, 通过构建系统量子态的协方差矩阵, 理论研究了两种方案产生不同模式组合间的导引参数随四波混频过程振幅增益的变化.结果表明, 利用这两种方案可以实现多种类型的量子导引, 这一结果不仅有助于理解量子导引在多组份系统的分布而且在实际的安全量子通信网络、量子秘密共享中具有重要的意义.

1 引 言

在量子光学领域, 量子关联突破了经典力学局域性的限制, 能描绘远距离量子系统间的相互作用, 是量子信息处理过程中一种重要的资源.量子非局域性有三种表现形式: 贝尔非局域性[1]、量子导引以及量子纠缠[2], 其中量子导引描绘的是共享一对纠缠粒子的两体系统中的一方通过对他手中的粒子进行测量可以推测另一方粒子所处的状态[3−5].量子导引是介于贝尔非局域与量子纠缠之间的一种特殊的量子关联, 具有天然的不对称性[6−10], 这对单端设备无关的安全量子通信[11−18]、量子秘密共享[19]等的实现是非常重要的.

多组份量子导引可以通过分束器网络、光学频率梳系统以及……