徐笑吟 刘胜帅† 荆杰泰2)3)4)‡

1) (华东师范大学,精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062)

2) (中国科学院超强激光科学卓越创新中心,上海 201800)

3) (浙江大学物理学系,杭州 310027)

4) (山西大学,极端光学协同创新中心,太原 030006)

双模纠缠态是量子信息领域一种重要的量子资源,本文基于四波混频过程从理论上提出了对双模纠缠态的单个模式(单模放大方案)和对双模纠缠态的两个模式(双模放大方案)的放大.利用光学分束器模型来模拟在光学传输过程中损耗引入的真空场噪声,利用部分转置正定判据分析了两种不同的放大方案中四波混频过程的增益对初始双模纠缠态的纠缠程度的影响.结果表明,在特定的损耗情况下,两个方案中初始双模纠缠态的纠缠度都随增益的增大而减小,直至消失,且双模放大方案中初始双模纠缠态纠缠消失得比单模放大方案中更快.本文的理论结果为实验上实现基于四波混频过程的双模纠缠态的放大奠定了理论基础.

1 引言

量子纠缠是量子物理中一个十分重要的非经典资源[1],在量子信息领域有着广阔的应用前景[2,3].对于双模纠缠态Einstein-Podolsky-Rosen (EPR),由于两个模式之间存在关联特性,对其中一束光的测量必然会影响另一束光.基于此特性,利用双模纠缠态可以实现一些经典手段无法实现的任务[4-10].因此,双模纠缠态受到了学术界的持续关注,对双模纠缠态的研究在分离变量和连续变量领域取得了一系列研究成果.如……