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基于量子纠缠时钟测量的抗差卡尔曼卫星钟差预报

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大地测量与地球动力学 2015年第2期35卷 203-206页

作者：苑博睿杨春燕杜鹏亮空军工程大学信息与导航学院西安市沣镐东路1号710077

基于纠缠光子对二阶相关函数的时间特性分析,设计时钟同步测量方案,并考虑传播过程中色散效应及衰减等对精度的影响。该方案可提供均值1ns、精度0.01ns的同步信息。利用该方案获得观测数据,结合顾及哈达玛方差的抗差卡尔曼方法估计出卫... 详细信息

基于纠缠光子对二阶相关函数的时间特性分析,设计时钟同步测量方案,并考虑传播过程中色散效应及衰减等对精度的影响。该方案可提供均值1ns、精度0.01ns的同步信息。利用该方案获得观测数据,结合顾及哈达玛方差的抗差卡尔曼方法估计出卫星钟差模型系数,进行钟差预测。仿真表明,该方案预测精度与IGS预报星历产品精度相当,且钟差初始值更精确。

关键词：钟差预报纠缠光子对时钟同步抗差卡尔曼

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量子定位技术综述

激光杂志 2015年第11期36卷 1-6页

作者：黄红梅许录平西安电子科技大学电子工程学院西安710071 武警工程大学西安710086

量子定位技术(QPS)利用量子自身奇特的纠缠和压缩特性,可突破经典无线电定位系统因信号的带宽和功率对定位精度的限制,提高定位精度。本文阐述了QPS的原理,重点介绍了用于实现QPS的关键技术如纠缠光子对的制备、量子时钟同步、光子探测... 详细信息

量子定位技术(QPS)利用量子自身奇特的纠缠和压缩特性,可突破经典无线电定位系统因信号的带宽和功率对定位精度的限制,提高定位精度。本文阐述了QPS的原理,重点介绍了用于实现QPS的关键技术如纠缠光子对的制备、量子时钟同步、光子探测技术三个方面的研究进展,随后介绍了QPS的应用领域,最后探讨了该技术中有待进一步研究的问题。

关键词：量子定位系统纠缠光子对量子时钟同步光子探测

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量子微波及其接收方法综述

量子光学学报 2021年第3期27卷 253-266页

作者：粟栗周子恒徐忻怡李曙光延英苏州大学江苏苏州215006 上海航天电子技术研究所上海201109

量子微波兼具量子信号的量子特性以及微波频段信号的中远距离传播的能力,在通信、雷达、导航和定位等诸多方面具有广阔的应用前景.本文针对目前在量子微波接收方面的研究相对较少的现状,总结和分析了量子微波的特性及其接收方法.首先,... 详细信息

量子微波兼具量子信号的量子特性以及微波频段信号的中远距离传播的能力,在通信、雷达、导航和定位等诸多方面具有广阔的应用前景.本文针对目前在量子微波接收方面的研究相对较少的现状,总结和分析了量子微波的特性及其接收方法.首先,介绍微波单光子、纠缠微波光子对以及压缩态和纠缠态微波场的特性和制备方法;然后,重点梳理和总结量子微波在量子雷达以及相关物理系统中的接收方法、检测方法、和研究现状;最后,指出量子微波接收技术中存在接收端探测信号较弱、微波频段量子纠缠态检测技术不够成熟,以及量子检测算符有待进一步最优化等问题.针对这些问题,梳理了几种降低接收端的噪声,提高探测信号的信噪比,以及基于纠缠见证的路径纠缠微波检测方案,从而完成了量子微波从制备到接收的一个完整链路的梳理工作,希望能为量子微波发射和接收系统技术的发展提供一些参考.

关键词：量子微波量子微波雷达回波接收微波单光子纠缠光子对压缩态纠缠态微波场

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基于FPGA技术的多通道符合计数器研制

湖南师范大学自然科学学报 2014年第1期37卷 56-60页

作者：叶惠张安宁王亿芳刘延湖南师范大学物理与信息科学学院中国长沙410081

设计了基于FPGA的多通道符合计数器,此设计将符合窗口时间的设定集成于FPGA器件中,因此集成度更高,并且通过实验进行了模拟单光子探测器脉冲信号的符合测量,计数误差为0.02%,能用于对纠缠光子对的判定.

关键词：符合计数纠缠光子对 FPGA

基于自发参量下转换制备量子光源及其在量子信息中的应用

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基于自发参量下转换制备量子光源及其在量子信息中的应用

作者：晏天琦湖北师范大学

学位级别：硕士

单光子态和双光子态作为最基础的两个量子态,是开展研究量子信息的根源,在量子信息处理和量子通信方面有重要的研究意义。通过自发参量下转换制备光子是一种对实验条件要求低且易达到的方案,其原理是利用晶体的非线性相互作用,将泵浦光... 详细信息

单光子态和双光子态作为最基础的两个量子态,是开展研究量子信息的根源,在量子信息处理和量子通信方面有重要的研究意义。通过自发参量下转换制备光子是一种对实验条件要求低且易达到的方案,其原理是利用晶体的非线性相互作用,将泵浦光下转换下成一对在时间、偏振和频率上具有高度关联的光子。只要测到其中一个光子,便确认其孪生光子的存在。基于这一性质,能够在不破坏单光子的前提下确定制备出了单光子,弥补衰减脉冲和原子相干介质等方案的缺点。同时,由于自发参量下转换制备出的光子具有多个维度的纠缠,也被用来制备量子纠缠光源来满足各种应用。所以,自发参量下转换制备单光子源和量子纠缠光源在理论和实验方面都得到了深入的发展。本文的核心工作是围绕单光子源和双光子源的制备和测量展开的,其主要内容有:(1)分析自发参量下转换的原理,计算BBO晶体Ⅰ型、Ⅱ型相位匹配条件,分析了自发参量下转换的相位匹配角、非共线角、晶体切割角度之间的关系,选择出本次实验所用到的晶体参数。(2)自发参量下转换制备单光子态:泵浦单块Ⅰ类BBO晶体,参量光经过单模光纤传入单光子探测器,在由符合计数仪连接传入电脑软件进行数据分析,通过对比单路光子计数与双路光子的符合计数值,对单光子产生效率的实验值和理论值进行比较,如何高效率的收集到参量光是本次实验的难点。(3)自发参量下转换制备纠缠光子对:泵浦两块光轴垂直胶合在一起的Ⅰ类BBO晶体,对产生的双光子态的偏振纠缠特性进行测量,通过CHSH不等式和保真度衡量纠缠光子对的好坏。(4)总结制备单光子源和纠缠光源的各种模型,对各种方法的利弊做出分析,并展示了自发参量下转换制备量子光源的优势,同时列举了量子光源在量子信息中的应用。

关键词：自发参量下转换单光子纠缠光子对量子信息

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基于非线性波导的偏振纠缠态光源

基于非线性波导的偏振纠缠态光源

作者：王野哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,对于量子科学信息科学的研究正在蓬勃的开展,而基于光学的量子信息处理,需要高质量的纠缠态光源。集成光波导将光路从复杂的线性光路中脱离,将功能集成,使得光器件小型化,使光波更容易控制。本文就是设计一个将偏振纠缠光源的产... 详细信息

近年来,对于量子科学信息科学的研究正在蓬勃的开展,而基于光学的量子信息处理,需要高质量的纠缠态光源。集成光波导将光路从复杂的线性光路中脱离,将功能集成,使得光器件小型化,使光波更容易控制。本文就是设计一个将偏振纠缠光源的产生以及光子对的分离集成一起的光波导芯片,可以实现集成化,高稳定性、高光子产生效率以及高纠缠度的偏振纠缠态光源。本文首先从非线性光学的原理出发,比较不同的方式产生纠缠光源的优劣,引出本文所用到二阶非线性效应的自发参量下转换来产生光子对。介绍对自发参量下转换分析进行分析的双光子光谱理论以及对光波导仿真分析所用的数值方法,包括有效折射率法,光束传播法等。这些理论分析将为光波导器件的仿真分析设计以及实验提供相应的指导。然后设计波导结构,分别为Y分支部分,周期极化铌酸锂部分以及3dB耦合器部分,可实现片上光源的产生及光子对的分离。基于有效折射率法,本文确定了脊波导传播的单模条件,确定了脊波导的结构参数以及有效折射率,进而确定周期性极化铌酸锂的极化周期。通过双光子联合光谱理论对双光子的特性进行分析,比较泵浦光的频宽以及PPLN波导长度对双光子特性的影响,从而确定合适的泵浦光以及极化周期波导长度。同时,通过光束传播法模拟光场在波导中的传播,对Y分支以及3dB耦合器进行设计仿真,确定两个器件的设计参数。本文设计的SPDC光源有较高的量子干涉可见度,设计的3 dB耦合器能够对光子对进行分离。最后,搭建实验光路,对周期极化铌酸锂波导初样以及3 dB耦合器波导初样进行实验测量,该实验是未来测试集成化的波导的前期准备。通过实验,I型自发参量下转换周期极化脊波导的位相匹配波长为783.23 nm,在泵浦功率为351μW时样品波导产生的光子对的CAR达到最大,为48.97,此时光子对的产生效率为6.19?10pair/pump photon。具有较高的光子对产生效率。对3 dB耦合器进行实验测量,TE和TM模式的反射率分别为51.4%,52.7%,接近50:50,光子对从分束器的A、B两个端口分开的概率为0.998318。本文设计的光波导可以为今后的实验提供指导和参考。

关键词：自发参量下转换纠缠光子对准相位匹配有效折射率法

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单光子探测器量子效率的自绝对标定

量子光学学报 2006年第B08期12卷 37-37页

作者：陈希浩翟艳花张达吴令安中国科学院物理研究所光物理重点实验室北京100080 辽宁大学物理系辽宁沈阳110036

单光子探测器日益广泛地应用于科学研究的各个领域，精确地标定其量子效率成为应用的先决条件。我们首次实现了单光子探测器量子效率自绝对标定的原理性实验，即只利用待测探测器本身就可以对其量子效率进行绝对标定，而不需要第二个探... 详细信息

单光子探测器日益广泛地应用于科学研究的各个领域，精确地标定其量子效率成为应用的先决条件。我们首次实现了单光子探测器量子效率自绝对标定的原理性实验，即只利用待测探测器本身就可以对其量子效率进行绝对标定，而不需要第二个探测器或任何参考标准。该方法基于自发参量下转换产生的纠缠光子对的时间关联性，在信号光子和闲散光子之间引入延时，由单光子计数率和符合计数率测得探测器的量子效率。

关键词：单光子探测器量子效率绝对标定自发参量下转换纠缠光子对科学研究参考标准计数率关联性应用

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基于量子纠缠对的二阶相关星地时钟同步研究

空军工程大学学报（自然科学版） 2014年第4期15卷 79-82页

作者：苑博睿杨春燕杜鹏亮空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

在卫星导航系统中,常用的时间同步方法可以提供纳s级同步精度,为突破经典无线电理论的测量精度而利用纠缠光子对的量子测量方法可提供fs级测量精度。基于量子光学的二阶相关函数定义,对自发参量下转换过程产生量子纠缠光子对的二阶相关... 详细信息

在卫星导航系统中,常用的时间同步方法可以提供纳s级同步精度,为突破经典无线电理论的测量精度而利用纠缠光子对的量子测量方法可提供fs级测量精度。基于量子光学的二阶相关函数定义,对自发参量下转换过程产生量子纠缠光子对的二阶相关函数在晶体范围内进行柱面积分,代入波矢量的一阶展开,积分结果得到二阶相关函数与测量时间差的关系。基于二阶相关函数的时间相关性,提出一种星地时钟同步测量方案。仿真表明:在理想情况下二阶相关函数反映时间精度达70fs,文中设计方案同步测量精度可达140fs。

关键词：时钟同步纠缠光子对二阶相关函数

中山大学物理学院王雪华教授团队有关量子纠缠光子源研究成果荣获2019年度“中国高等学校十大科技进展”

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2020年第3期 165-165页

中山大学物理学院王雪华教授团队有关量子纠缠光子源研究成果入选教育部科学技术委员会发布的2019年度"中国高等学校十大科技进展",以及中国激光杂志社发布的"2019年度中国光学十大进展",有关论文目前为ESI高被引论文。量子纠缠光子源... 详细信息

中山大学物理学院王雪华教授团队有关量子纠缠光子源研究成果入选教育部科学技术委员会发布的2019年度"中国高等学校十大科技进展",以及中国激光杂志社发布的"2019年度中国光学十大进展",有关论文目前为ESI高被引论文。量子纠缠光子源是量子信息和量子光电集成芯片不可或缺的基本量子元器件,实用化要求其必须同时具备"高效率、高纠缠保真度和高不可区分性"。由于n个纠缠光子的总效率是单光子效率的n次方,故实现高效纠缠光子源极端困难。传统自发参量下转换(SPDC)具有高纠缠保真度和高不可区分性,但其不仅

关键词：量子点保真度不可区分性纠缠光子源纠缠光子对王雪华中山大学科技进展