Квантовая поляризационная томография внутрирезонаторных бифотонных полей

• Автор: Латыпов, Ильнур Зиннурович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Бифотоны и их применение в томографии квантовых полей и квантовой информатике

1.1 Перепутанные состояния в оптике

1.2 Спонтанное параметрическое рассеяние света и его свойства

1.3 Поляризационная томография одномодовых бифотонов

1.4 Троичная логика и пути ее использования

1.5 Источники однофотонных состояний

2 Экспериментальная техника и методы регистрации бифо-тонных световых полей

2.1 Интерферометр Брауна-Твисса и экспериментальный комплекс по регистрации бифотонных полей

2.2 Нелинейные оптические среды

2.3 Экспериментальная установка по генерации узкополосных однофотонных импульсов
2.4 Экспериментальная установка по квантовой поляризационной томографии узкополосных двухфотонных полей
3 Создание макетов источников однофотонных и двухфотонных состояний света на основе СПР в резонаторе
3.1 Введение
3.2 Генерация пар ортогонально-поляризованных фотонов в
процессе СПР в резонаторе
3.3 Однорезонаторный параметрический генератор света как
одиофотонный источник
3.4 Двухрезонаторный параметрический генератор света
4 Поляризационная томография узкополосных бифотонных полей
4.1 Введение
4.2 Метод квантовой поляризационной томографии
4.3 Эксперимент
5 Теоретические разработки актуальных проблем функционирования фотонных эхо-процессоров
5.1 Оптическое "запирание" информации в фотонных эхо-процессорах ("фотонный локинг")
5.2 Удлинение времени оптической дефазировки с помощью
последовательности УАШША
5.3 Моделирование ядерной спиновой динамики и "радиоча-
стотное сужение" однородной ширины линий оптических переходов
5.3.1 Процедура математического моделирования
5.3.2 Радиочастотное сужение однородной ширины линий оптических переходов
5.3.3 Результаты численного моделирования
Основные результаты и выводы
Список цитированной литературы

Введение
Диссертационная работа посвящена проблемам создания устройств, функционирующих в области квантовой информации. Развитие информационных технологий в XXI веке является одним из главных направлений мировой эволюции. На сегодняшний день совершенно новым этапом этого развития является внедрение устройств, использующих законы квантовой механики для обработки, передачи и хранения информации. Разработка протоколов и физических принципов работы таких устройств активно велась с середины XX века и выявила несколько наиболее перспективных направлений.
Одним из таких направлений является создание высокоэффективных однофотонных и двухфотонных источников с заданными характеристиками, которые используются в качестве носителей информации в квантовой криптографии, квантовых вычислениях, устройствах квантовой памяти [1, 2]. Эффективность таких источников определяется вероятностью зарегистрировать именно один фотон (или два фотона в случае двухфотонного источника) на выходе. Для реализации задач, связанных с передачей квантовой информации на большие расстояния, требуются однофотонные и двухфотонные источники с высокой яркостью [3], а для эффективного взаимодействия таких состояний с другими квантовыми объектами требуется управлять шириной их спектра в широком диапазоне. В частности, важной задачей является создание источников однофотонных состояний с шириной полосы от сотен до десятков МГц, что обусловлено необходимостью взаимодействия таких состояний с атомными системами [4]. Наиболее перспективным и широко применяемым способом получения однофотонных и двухфотонных состояний света является спонтанное параметрическое рассеяние света (СПР)[5]. Создание
источника таких результатов не получено, но по отдельности уже были достигнуты различными методами. Следует, также отметить, что согласно выводам работы [77], квантовая эффективность детекторов, для применения в оптических квантовых вычислениях, должна составлять минимум 90%.
Подробному описанию созданной экспериментальной установки для приготовления одпофотонных и двухфотонных состояний света на основе явления СПР будет посвящена следующая глава.