Параллельная квантовая память для оптических изображений на основе Λ-схемы атомных уровней

• Автор: Самбурская, Ксения Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
1 Введение
2 Обзор литературы
2.1 Схемы квантовой памяти на двухуровневых атомных ансамблях
2.1.1 Память на основе эффекта фотонного эха с неоднородным контролируемым уширением среды
2.1.2 Схема памяти на основе атомной частотной гребенки
2.1.3 Схема памяти с динамическим контролем скорости спонтанного
распада
2.2 Схемы квантовой памяти на трехуровневых атомных ансамблях
2.2.1 Схема памяти на основе эффекта электромагнитной индуцированной прозрачности
2.2.2 Схема адиабатической памяти
2.2.3 Схема памяти для коротких импульсов
2.3 Схема квантовой памяти на основе модели четырехуровневых атомов
2.3.1 Многомодовость в задачах квантовой памяти
2.3.2 Тонкая квантовая голограмма
2.3.3 Объемная квантовая голограмма
2.3.4 Неколлинеарное направление импульсов
2.4 Оптимизация эффективности квантовой памяти
2.5 Квантовая память для сжатого и перепутанного света
3 Модель взаимодействия многомодового света с атомной средой
3.1 Модель квантовой памяти на атомах
в Л-конфигурации
3.2 Характерные времена и размеры исследуемой системы
3.3 Гамильтониан системы и определение коллективных переменных
3.4 Система уравнений Гайзенберга-Ланжевена
3.5 Уравнения в адиабатическом приближении
3.6 Формирование источников шума после адиабатического исключения
3.7 Локализация атомов и метод усреднения

Оглавлени'
4 Общие решения в полуклассическом приближении
4.1 Запоминание поля в среде
4.1.1 Потери, возникающие при записи импульса света и оптимизация записи
4.2 Считывание поля
4.2.1 Анализ потерь и оптимизация полного цикла записи/считывания
4.2.2 Эффективность восстановления импульса света
4.3 Оценка числа сохраняемых мод
5 Сохранение квантовых свойств излучения 7',
5.1 Точные квантовые решения уравнений Гайзенберга-Ланжевена
5.2 Сигнальное поле с поперечным профилем
5.3 Особенности квадратурного сжатия в импульсном режиме
5.3.1 Изолированный импульс света от одномодового синхронизированного субпуассоновского лазера
5.3.2 Изолированный импульс света от вырожденного оптического параметричееского генератора
5.4 Сохранение импульсов сжатого света
5.4.1 Развитие квадратурных компонент когерентности в процессе записи импульса на среду
5.4.2 Корреляции в атомном ансамбле
5.4.3 Сжатие в атомном ансамбле
5.5 Сохранение корреляций в восстановленном импульсе
6 Заключение 11:
А Квадратурное сжатие в стационарном световом потоке 11!
В Неканонические амплитуды 11!
2.3. Схема квантовой памяти на основе модели четырехуровневых атомов.

Рис. 2.8: Квантовая голограмма с неколлинеарным направлением импульсов
линеарным направлением импульсов позволяет достичь хорошей эффективности с фиксированным значением постоянной взаимодействия, которая меньше,чем в схеме объемной голограммы [47], а значит, позволяет использовать среду с сравнительно меньшей оптической плотностью.
Для оптимизации взаимодействия в схеме двухпроходной квантовой голограммы с неколлинеарным направлением импульсов не требуется сжатие считывающего света, но необходимо сжатие начального состояния коллективного спина. Для начального коллективного спина приготовленного в вакуумном несжатом состоянии, наибольшее значение средней верности на пиксел составляет Fav « 0.845, что значительно превышает, достигнутое в классических протоколах Fav = 1/2 для голо-графической памяти оптических изображений и предел квантового клонирования Fav = 2/3. Число сохраненных мод в двухпроходной голограмме с неколлинеарной геометрией импульсов такое же, как и в объемной голограмме с противоположно направленными импульсами [47], и равно N ~ (S/AL)2.