搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

多光子偏振态与单光子高维空间态之间的相互变换及其应用

林青

引用本文:
Citation:

多光子偏振态与单光子高维空间态之间的相互变换及其应用

林青

Mapping between multi-photon polarization state and single-photon spatial qudit and its applications

Lin Qing
PDF
导出引用
  • 基于一种特殊的控制非门,实现多光子偏振态与单光子空间高维态之间的相互变换,使得对多光子偏振态的操作可以通过对单光子的操作来完成,由此可以实现任意多光子正定算符值测量和多光子任意幺正操作.这种实现方式是以一定概率完成的,但其效率要优于此前的方案,在目前的实验条件下是可行的.
    Based on a special controlled-NOT gate, a multi-photon state encoded in polarizations of photons could be transformed into the corresponding single photon qudit encoded in spatial mode. It will make the processing on multi-photon change into the operation on a single-photon, if the inverse transformation from a single photon qudit back to a multi-photon state could be realized also. Associated with linear optical multi-port interferometer for single-photon unitary operation, the positive-operator value measurement and the universal unitary operation for multi-photon state are realized. This approach is more efficient than the previous one with decomposition into two-qubit gates in the circuit-based quantum computation, and it is feasible with using the current experimental technology.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11005040)、福建省自然科学基金(批准号:2010J05008)和中央高等学校基本科研基金(批准号:JB-SJ1007)资助的课题.
    [1]

    Wootters W K, Zurek W H 1982 Nature 299 802

    [2]
    [3]

    Dieks D 1982 Phys. Lett. A 92 271

    [4]
    [5]

    Nielsen M A, Chuang I L 2000 Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge: Cambridge University Press) pp24, 87,291

    [6]
    [7]

    Kok P, Munro W J, Nemoto K, Ralph T C, Dowling J P, Milburn G J 2007 Rev. Mod. Phys. 79 135

    [8]

    Reck M, Zeilinger A, Bernstein H J, Bertani P 1994 Phys. Rev. Lett. 73 58

    [9]
    [10]

    Lin Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 2976 (in Chinese) [林 青 2010 物理学报 59 2976]

    [11]
    [12]

    Yang Y G, Wen Q Y, Zhu F C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3255(in Chinese) [杨宇光、温巧燕、朱甫臣 2006 物理学报 55 3255]

    [13]
    [14]
    [15]

    Lin Q 2009 Chin. Phys. Lett. 26 040301

    [16]
    [17]

    Zheng Y Z, Gu Y J, Wu G C, Guo G C 2003 Chin. Phys. B 12 1070

    [18]
    [19]

    Guo F Z, Gao F, Wen Q Y, Zhu F C 2006 Chin. Phys. B 15 1690

    [20]

    Zhan Y B 2007 Chin. Phys. B 16 2557

    [21]
    [22]

    Chen L B, Lu H, Jin R B 2007 Chin. Phys. B 16 3204

    [23]
    [24]
    [25]

    Vidal G, Dawson C M 2004 Phys. Rev. A 69 R010301

    [26]

    Vatan F, Williams C 2004 Phys. Rev. A 69 032315

    [27]
    [28]
    [29]

    Mottonen M, Vartiainen J J, Bergholm V, Salomaa M M 2004 Phys. Rev. Lett. 93 130502

    [30]

    Pittman T B, Jacobs B C, Franson J D 2001 Phys. Rev. A 64 062311

    [31]
    [32]
    [33]

    Pittman T B, Fitch M J, Jacobs B C, Franson J D 2003 Phys. Rev. A 68 032316

    [34]

    Lin Q, Li J 2009 Phys. Rev. A 79 022301

    [35]
    [36]
    [37]

    Lin Q, He B 2009 Phys. Rev. A 80 042310

    [38]
    [39]

    Lin Q, He B, Bergou J A, Ren Y H 2009 Phys. Rev. A 80 042311

    [40]
    [41]

    Ltkenhaus N, Calsamiglia J, Suominen K A 1999 Phys. Rev. A 59 3295

    [42]
    [43]

    Calsamiglia J, Lkenhaus N 2001 Appl. Phys. B 72 67

    [44]
    [45]

    Ahnert S E, Payne M C 2005 Phys. Rev. A 71 012330

    [46]
    [47]

    Ahnert S E, Payne M C 2006 Phys. Rev. A 73 022333

    [48]
    [49]

    Lin Q, Li J, Guo G C 2006 J. Phys. B 39 3649

    [50]
    [51]

    Lin Q 2009 Commun. Theor. Phys. 51 244

    [52]

    Lin Q 2010 Chin. Phys. Lett. 27 120302

    [53]
    [54]
    [55]

    O Brien J L, Pryde G J, White A G, Ranph T C, Branning D 2003 Nature 426 264

    [56]

    Zhao Z, Zhang A N, Chen Y A, Zhang H, Du J F, Yang T, Pan J W 2005 Phys. Rev. Lett. 94 030501

    [57]
    [58]
    [59]

    Okamoto R, Hofmann H F, Takeuchi S, Sasaki K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 210506

    [60]

    Bao X H, Chen T Y, Zhang Q, Yang J, Zhang H, Yang T, Pan J W 2007 Phys. Rev. Lett. 98 170502

    [61]
  • [1]

    Wootters W K, Zurek W H 1982 Nature 299 802

    [2]
    [3]

    Dieks D 1982 Phys. Lett. A 92 271

    [4]
    [5]

    Nielsen M A, Chuang I L 2000 Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge: Cambridge University Press) pp24, 87,291

    [6]
    [7]

    Kok P, Munro W J, Nemoto K, Ralph T C, Dowling J P, Milburn G J 2007 Rev. Mod. Phys. 79 135

    [8]

    Reck M, Zeilinger A, Bernstein H J, Bertani P 1994 Phys. Rev. Lett. 73 58

    [9]
    [10]

    Lin Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 2976 (in Chinese) [林 青 2010 物理学报 59 2976]

    [11]
    [12]

    Yang Y G, Wen Q Y, Zhu F C 2006 Acta Phys. Sin. 55 3255(in Chinese) [杨宇光、温巧燕、朱甫臣 2006 物理学报 55 3255]

    [13]
    [14]
    [15]

    Lin Q 2009 Chin. Phys. Lett. 26 040301

    [16]
    [17]

    Zheng Y Z, Gu Y J, Wu G C, Guo G C 2003 Chin. Phys. B 12 1070

    [18]
    [19]

    Guo F Z, Gao F, Wen Q Y, Zhu F C 2006 Chin. Phys. B 15 1690

    [20]

    Zhan Y B 2007 Chin. Phys. B 16 2557

    [21]
    [22]

    Chen L B, Lu H, Jin R B 2007 Chin. Phys. B 16 3204

    [23]
    [24]
    [25]

    Vidal G, Dawson C M 2004 Phys. Rev. A 69 R010301

    [26]

    Vatan F, Williams C 2004 Phys. Rev. A 69 032315

    [27]
    [28]
    [29]

    Mottonen M, Vartiainen J J, Bergholm V, Salomaa M M 2004 Phys. Rev. Lett. 93 130502

    [30]

    Pittman T B, Jacobs B C, Franson J D 2001 Phys. Rev. A 64 062311

    [31]
    [32]
    [33]

    Pittman T B, Fitch M J, Jacobs B C, Franson J D 2003 Phys. Rev. A 68 032316

    [34]

    Lin Q, Li J 2009 Phys. Rev. A 79 022301

    [35]
    [36]
    [37]

    Lin Q, He B 2009 Phys. Rev. A 80 042310

    [38]
    [39]

    Lin Q, He B, Bergou J A, Ren Y H 2009 Phys. Rev. A 80 042311

    [40]
    [41]

    Ltkenhaus N, Calsamiglia J, Suominen K A 1999 Phys. Rev. A 59 3295

    [42]
    [43]

    Calsamiglia J, Lkenhaus N 2001 Appl. Phys. B 72 67

    [44]
    [45]

    Ahnert S E, Payne M C 2005 Phys. Rev. A 71 012330

    [46]
    [47]

    Ahnert S E, Payne M C 2006 Phys. Rev. A 73 022333

    [48]
    [49]

    Lin Q, Li J, Guo G C 2006 J. Phys. B 39 3649

    [50]
    [51]

    Lin Q 2009 Commun. Theor. Phys. 51 244

    [52]

    Lin Q 2010 Chin. Phys. Lett. 27 120302

    [53]
    [54]
    [55]

    O Brien J L, Pryde G J, White A G, Ranph T C, Branning D 2003 Nature 426 264

    [56]

    Zhao Z, Zhang A N, Chen Y A, Zhang H, Du J F, Yang T, Pan J W 2005 Phys. Rev. Lett. 94 030501

    [57]
    [58]
    [59]

    Okamoto R, Hofmann H F, Takeuchi S, Sasaki K 2005 Phys. Rev. Lett. 95 210506

    [60]

    Bao X H, Chen T Y, Zhang Q, Yang J, Zhang H, Yang T, Pan J W 2007 Phys. Rev. Lett. 98 170502

    [61]
  • [1] 孙思彤, 丁应星, 刘伍明. 基于线性与非线性干涉仪的量子精密测量研究进展. 物理学报, 2022, 71(13): 130701. doi: 10.7498/aps.71.20220425
    [2] 王帅, 眭永兴, 孟祥国. 光子增加双模压缩真空态在马赫-曾德尔干涉仪相位测量中的应用. 物理学报, 2020, 69(12): 124202. doi: 10.7498/aps.69.20200179
    [3] 付栋之, 贾俊亮, 周英男, 陈东旭, 高宏, 李福利, 张沛. 利用Sagnac干涉仪实现光子轨道角动量分束器. 物理学报, 2015, 64(13): 130704. doi: 10.7498/aps.64.130704
    [4] 王培, 刘树堂. 空间交替Julia集的反馈控制与线性广义同步. 物理学报, 2014, 63(6): 060503. doi: 10.7498/aps.63.060503
    [5] 李乾利, 温廷敦, 许丽萍, 王志斌. 单轴应力对一维镜像光子晶体光子局域态透射峰的影响. 物理学报, 2013, 62(18): 184212. doi: 10.7498/aps.62.184212
    [6] 王昌辉, 赵国华, 常胜江. 基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器. 物理学报, 2012, 61(15): 157805. doi: 10.7498/aps.61.157805
    [7] 常军, 张正慧, 王蕊瑞. 特殊光学元件的新型子孔径拼接检测方法研究. 物理学报, 2011, 60(3): 034218. doi: 10.7498/aps.60.034218
    [8] 余海军, 杜建明, 张秀兰. 一类特殊单模压缩态的Wigner函数. 物理学报, 2011, 60(9): 090305. doi: 10.7498/aps.60.090305
    [9] 李园, 窦秀明, 常秀英, 倪海桥, 牛智川, 孙宝权. 基于InAs单量子点的单光子干涉. 物理学报, 2011, 60(3): 037809. doi: 10.7498/aps.60.037809
    [10] 韩奎, 王子煜, 沈晓鹏, 吴琼华, 童星, 唐刚, 吴玉喜. 基于光子晶体自准直和带隙效应的马赫-曾德尔干涉仪设计. 物理学报, 2011, 60(4): 044212. doi: 10.7498/aps.60.044212
    [11] 刘江涛, 肖文波, 黄接辉, 于天宝, 邓新华. 反常色散材料光子晶体中光输运的光学控制. 物理学报, 2010, 59(3): 1665-1670. doi: 10.7498/aps.59.1665
    [12] 商娅娜, 王 东, 闫智辉, 王文哲, 贾晓军, 彭堃墀. 利用非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪探测频率非简并纠缠态光场. 物理学报, 2008, 57(6): 3514-3518. doi: 10.7498/aps.57.3514
    [13] 李 达, 张新亮, 黄德修. 基于折叠式超快非线性干涉仪的全光码型转换理论和实验研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2223-2228. doi: 10.7498/aps.56.2223
    [14] 柴路, 何铁英, 杨胜杰, 王清月, 张志刚. 光谱位相干涉仪参数的优化选取. 物理学报, 2004, 53(1): 114-118. doi: 10.7498/aps.53.114
    [15] 吴 光, 周春源, 曾和平. 光纤Sagnac干涉仪中单光子干涉及路由控制. 物理学报, 2004, 53(3): 698-702. doi: 10.7498/aps.53.698
    [16] 徐信业, 王育竹. 多普勒型原子干涉仪的理论探讨. 物理学报, 1997, 46(6): 1062-1072. doi: 10.7498/aps.46.1062
    [17] 刘正东. 光学腔内光子数态的形成与条件. 物理学报, 1991, 40(2): 210-218. doi: 10.7498/aps.40.210
    [18] 钟权德. 内含等离子体的Fabry-Perot干涉仪的光学开关和双稳现象. 物理学报, 1985, 34(2): 182-187. doi: 10.7498/aps.34.182
    [19] 权夕祖. 扫描球面-平面干涉仪. 物理学报, 1975, 24(5): 375-380. doi: 10.7498/aps.24.375
    [20] 胡建芳, 韦钦, 张志三. 锗红外干涉仪. 物理学报, 1964, 20(11): 1164-1171. doi: 10.7498/aps.20.1164
计量
  • 文章访问数:  5222
  • PDF下载量:  658
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-19
  • 修回日期:  2011-01-11
  • 刊出日期:  2011-04-05

/

返回文章
返回