Поляризационные трехуровневые системы на основе бифотонного поля

• Автор: Масленников, Глеб Александрович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с.

Глава 1. Приготовление кутритов в произвольном поляризационном состоянии

§1.1 Поляризационные свойства одномодовых бифотонов (по литературе)

§1.2 Приготовление произвольного поляризационного состояния кутрита интерферометрическим методом

п. 1.2.1. Экспериментальная установка

п. 1.2.2. Компенсация эффекта дисперсии групповых скоростей и калибровка установки

п.1.2.3. Процедура приготовления состояний

п.1.2.4. Экспериментальные результаты и их обсуждение

§1.3 Приготовление произвольного поляризационного состояния кутрита без помощи интерферометра

Глава 2. Ортогональность поляризационных кутритов

§2.1 Эффект антикорреляции в бифотонных полях (по литературе)

§2.2. Операциональный критерий ортогональности поляризационных кутритов (по литературе)
§2.3. Экспериментальная проверка критерия ортогональности
Глава 3. Реализация протокола квантовой криптографии на поляризационных кутритах
§3.1. Протоколы квантовой криптографии и их экспериментальная реализация (по литературе)
п. 3.1.1 Физические основы квантовой криптографии и предложенные протоколы
п. 3.1.2. Технические аспекты экспериментальной реализации протоколов квантового распределения ключа
п. 3.1.3. Экспериментальная реализация протоколов квантового распределения ключа
§3.2. Протокол квантовой криптографии для поляризационных кутритов. Схема реализации
п.3.2.1. Станция Алисы
п.3.2.2. Экспериментальное подтверждение ортогональности базисных состояний, используемых в протоколе
п.3.2.3. Станция Боба. Оценка количества ошибок
Заключение
Приложения
Список литературы

Диссертационная работа посвящена экспериментальному приготовлению и исследованию свойств оптических трехуровневых квантовых систем, получаемых за счет эффекта интерференции одномодовых бифотонных полей.
Квантовая информация и квантовые вычисления являются на сегодняшний день одними из самых прогрессирующих областей современной науки. В основе квантовых вычислений лежит понятие кубита (от слов «quantum bit», «q-bit»). Кубит представляет собой когерентную суперпозицию двух базисных состояний (В.1).
|Ч') = с,|0) + с2|1). (В.1)
Здесь коэффициенты ct - комплексные амплитуды, определяющие вероятность нахождения системы в одном из базисных состояний и удовлетворяющие условию нормировки. Физической реализацией кубита может служить чистое состояние любой двухуровневой системы. Возможность кубита находиться в континууме состояний, задаваемых с;, в отличие от классического бита, является основным свойством, которое и используется в квантовых алгоритмах. Конечно, следует отметить, что при проведении процедуры измерения над системой, в выбранном

Твисса была настроена таким образом, что при выделении анализатором в каналах вертикальной поляризации (при этом четверть- и полуволновые пластинки ориентированы под 0° к этому направлению), измеряется момент В, которому отвечает вклад от состояния |0,2). Вклады от состояний |2,0) и |1,1) определяются соответственно моментами А и С. Ориентация НУР1 и НУР2 выбиралась таким образом, чтобы измеренные значения данных моментов были максимально близки к теоретическим. Теоретические
2 2
значения для А, В и С равны соответственно —и—. В эксперименте были
получены следующие значения:
Л = 0.71 ±0.13, С = 0.34 ±0.08 5 = 0.61 + 0.12. (1.20)
Соответствующие ориентации пластинок Н\Ф1 и Н\Ф2 оказались 21° и 25°. Данные положения оставались фиксированными в процессе всего эксперимента. Теперь для генерации состояний необходимо менять только фазы фхъ и фп. В эксперименте было удобно фиксировать фазу фи и плавно менять фХ2 с помощью напряжения на пьезоподаче. Например, фиксируя фХ2- 0, можно получить состояния]«'), |/Г) и |/?'") при значениях фХ2 равным 0, 120° и-120° соответственно. При ^13=120° и фХ2, пробегающей 0, 120° и -120°, генерируются|а'"), |у') и|у"). Остальные состояния!«" ). И и |/") получаются при фхъ =-120° тем же способом. Приготовленные таким образом состояния направлялись в измерительную часть установки