本書主要圍繞量子網絡的構建與應用展開。全書共5 章：緒論、紫外光場及單組分壓縮態光場、兩組分和三組分偏振糾纏態光場、光電探測器設計理論分析、利用連續變量偏振糾纏態實現量子網絡中確定性的糾纏分發。首先實現了糾纏態的制備，分別利用兩個和三個非簡并光學參量放大器得到兩組分偏振糾纏態光場和連續變量三組分偏振糾纏態光場，利用電磁感應透明效應建立了三個原子系綜間的量子糾纏；其次利用高信噪比自舉光電探測器實現光場壓縮度的有效提升；最終利用連續變量偏振糾纏態實現量子網絡中確定性的糾纏分發，為構建實用化量子網絡提供了一種可行方案。
本書可以作為高等院校原子分子物理、量子通信、量子存儲等相關領域師生的參考用書，也可供從事相關工作的科研與技術人員參考。
吳量，山西工程科技職業大學信息工程學院副教授，系主任，光學專業博士，主要從事光學探測、信息網絡構建、量子信息存儲等方面的研究工作，主持、參與多項國家項目和省部級項目；發表高水平學術論文10余篇。
第1章 緒論 1
1.1 光場的量子化 1
1.1.1 電磁場的量子化 1
1.1.2 海森堡不確定性原理 1
1.1.3 光場量子噪聲 2
1.2 非線性光學基礎 2
1.2.1 測不準原理 2
1.2.2 線性化算符 3
1.2.3 二次諧波產生過程 3
1.2.4 光學參量放大 5
1.3 量子態光場 7
1.3.1 量子態 8
1.3.2 相干態 13
1.3.3 壓縮態 14
1.3.4 壓縮態的主要檢測方法 20
1.4 PDH 鎖定技術 22
1.5 量子信息 24
1.5.1 量子密鑰分發 25
1.5.2 量子中繼 28
1.5.3 量子存儲 28
1.6 本書主要內容及章節安排 32
第2章 紫外光場及單組分壓縮態光場 33
2.1 概述 33
2.2 398nm 紫外激光的制備 34
2.2.1 基礎理論分析 34
2.2.2 實驗裝置搭建 36
2.2.3 實驗結果測量及分析 37
2.3 795nm 偏振壓縮態光場的制備 39
2.3.1 偏振態光場的產生方法 40
2.3.2 壓縮態光場的測量 43
2.3.3 795nm偏振壓縮實驗系統的搭建 46
2.3.4 實驗結果測量及分析 50
2.4 本章小結 51
第3章 兩組分和三組分偏振糾纏態光場 52
3.1 概述 52
3.2 795nm 兩組分偏振糾纏態光場的制備 53
3.2.1 兩組分偏振糾纏態理論分析 54
3.2.2 實驗系統的搭建 57
3.2.3 實驗結果測量及分析 59
3.3 明亮的三組分偏振糾纏態光場制備 60
3.3.1 三組分偏振糾纏理論分析 60
3.3.2 產生明亮的三組分偏振糾纏態實驗 65
3.3.3 實驗結果測量及分析 67
3.4 三原子系綜量子糾纏及量子存儲 69
3.4.1 三組分正交糾纏理論分析 70
3.4.2 利用EIT實現量子態由光場向原子系綜的映射 73
3.4.3 利用EIT實現量子態由原子系綜向光場的映射 75
3.4.4 三組分正交糾纏態光場在原子系綜中的量子存儲 76
3.5 本章小結 85
第4章 光電探測器設計理論分析 86
4.1 概述 86
4.2 光電探測器的性能衡量 89
4.2.1 信噪比 89
4.2.2 噪聲等效功率 89
4.2.3 帶寬 90
4.3 常用光電檢測器件介紹 90
4.3.1 PN光電二極管的工作原理 90
4.3.2 PIN光電二極管的工作原理 91
4.3.3 PIN光電二極管的基本特性 92
4.4 相關電路噪聲分析 93
4.4.1 跨阻放大原理分析 93
4.4.2 跨阻放大電路噪聲分析 95
4.4.3 FET晶體管噪聲分析 95
4.4.4 其他相關噪聲分析 96
4.5 利用自舉低噪聲光電探測器提升光場壓縮度的理論和實驗 98
4.5.1 自舉低噪聲光電探測器電路設計 98
4.5.2 高頻PCB設計 102
4.5.3 自舉低噪聲光電探測器性能測試 103
4.6 本章小結 107
第5章 利用連續變量偏振糾纏態實現量子網絡中確定性的糾纏分發 109
5.1 概述 109
5.2 連續變量類GHZ 和類Cluster 四組分正交糾纏態的產生原理 110
5.2.1 連續變量類GHZ態產生原理 111
5.2.2 連續變量類Cluster態產生原理 115
5.2.3 四組分正交糾纏態不可分判據 117
5.3 連續變量類GHZ 和類Cluster 四組分偏振糾纏態的產生與分發 118
5.3.1 連續變量類GHZ四組分偏振糾纏態的產生原理 118
5.3.2 連續變量類Cluster四組分偏振糾纏態的產生原理 120
5.3.3 連續變量類GHZ和類Cluster四組分偏振糾纏態在光纖中的傳輸 121
5.3.4 四組分偏振糾纏態不可分判據 122
5.3.5 理論計算結果與分析 124
5.4 本章小結 127
參考文獻 128
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