[发明专利]一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置，它是一种可应用于量子信息网络的存储节点-原子系综之间的压缩态的传输装置，是一种将量子态的存储和传输相结合的装置。

背景技术

随着量子信息的发展，由光和原子组成的量子信息网络是实际应用的重要基础。原子系综是实现量子网络节点的有效方法之一，可以作为量子存储、处理节点。压缩态不但是量子力学的重要内容之一，而且是量子信息和量子测量的必要资源。压缩态在量子网络节点的存储和在量子网络节点之间的传输是发展量子信息网络的关键。

在2008年，中国科学技术大学的潘建伟教授研究组利用自发拉曼散射过程制备了分离变量的光和原子系综之间的纠缠，通过量子离物传态协议将光子的量子态传输到了原子系综，在NaturePhysics4,103(2008)发表题为“Memory-built-inquantumteleportationwithphotonicandatomicqubits”的论文。在2012年，该研究组利用该方法将一个原子系综的量子态传输到了另一个原子系综，在Proc.Natl.Acad.Sci.109,20347(2012)发表题为“Quantumteleportationbetweenremoteatomic-ensemblequantummemories”的论文。

以上两个研究工作将分离变量的光子量子态、原子系综量子态几率性地传输到原子系综，解决了量子存储节点之间的量子态传输的问题，但上述方法还存在着几率性传输的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有分离变量的原子系综之间存在着几率性传输的技术问题，提供一种结构紧凑、可靠性好的可以应用于量子信息网络的连续变量量子存储节点之间非经典态的传输装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于连续变量量子信息中光场的正交分量和原子系综的集体自旋波，利用电磁诱导透明过程在原子系综中实现了非经典态的确定性存储，同时利用自发拉曼散射过程产生的连续变量光和原子系综的纠缠，确定性地传输连续变量原子系综的非经典态。在控制光的作用下，实现非经典态在原子系综中的存储和释放。在写光信号和原子系综的作用下，产生斯托克斯光和原子系综自旋波的纠缠，然后通过测量和反馈，实现量子态的传输；在读光信号和原子系综的作用下，将原子系综自旋波的量子态映射到反斯托克斯光的量子态，通过测量反斯托克斯光，验证原子系综的非经典特性。