[发明专利]一种原子系综之间的连续变量纠缠蒸馏装置

说明书

本发明涉及一种原子系综之间的连续变量纠缠蒸馏装置，属于连续变量纠缠蒸馏技术领域；提供了一种可靠性好、易于实现的连续变量原子纠缠蒸馏装置；技术方案：包括光源单元、第一、第二光纤通道、第一、第二光学斩波器、第一、第二原子系统和测量系统；光源单元分别与第一、第二光纤通道的输入端连接，第一、第二光纤通道的输出端分别与第一、第二光学斩波器输入端连接，第一、第二光学斩波器的输出端分别与第一、第二原子系统的第一输入端连接，光源单元分别与第一、第二原子系统的第二输入端连接，第一、第二原子系统的输出端分别与测量系统的第一、第二输入端连接，光源单元分别与测量系统的第三、第四输入端连接；本发明可应用于量子信息领域。

技术领域

本发明一种原子系综之间的连续变量纠缠蒸馏装置，属于连续变量纠缠蒸馏技术领域。

背景技术

在量子信息科学的发展中，量子网络是目前的研究热点之一。量子网络可以由光学量子通道和原子量子节点组成。其中，光是量子信息远距离传输的理想载体，以及可以用来实现量子节点之间的互联；原子系综由于具有光学厚度大和相干性好的优势，是用作量子节点的有效介质之一，可以实现量子信息的存储和处理。量子纠缠不仅可以用来研究量子力学的基本问题，而且是实现量子信息的核心资源。然而，环境退相干的作用将降低甚至破坏量子纠缠的质量。因此，在原子系综之间高质量的量子纠缠的获得，特别是远距离的原子系综纠缠的建立，都是极具挑战性的任务。

纠缠蒸馏即从由于退相干引起的大量低纠缠度系统中提取出少量的高纠缠度子系统。纠缠蒸馏能够克服消相干影响，提高纠缠质量，甚至可以将远距离量子系统之间将消失的量子纠缠恢复。人们开展了一系列的对于光子或者光场的纠缠蒸馏的研究。在原子系统中，2006年，美国的Wineland研究组实现了非破坏的分离变量纠缠纯化，在Nature 443,838 (2006)发表题为“Experimental purification of two-atom entanglement”的论文。

以上研究工作实现了原子系综的量子纯化，解决了原子系综之间纠缠提高的问题，但在上述方法中一旦纯化操作失败将破坏了原子之间的量子纠缠，需要多次重新制备原子纠缠来用于纠缠纯化，存在着原子纠缠制备成本高的技术问题。

发明内容

本发明一种原子系综之间的连续变量纠缠蒸馏装置，克服了现有技术存在的不足，提供了一种可靠性好、易于实现的连续变量原子纠缠蒸馏装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种原子系综之间的连续变量纠缠蒸馏装置，包括光源单元、第一、第二光纤通道、第一、第二光学斩波器、第一、第二原子系统和测量系统；光源单元设有本地振荡光信号a_L1和a_L2的输出端、控制光脉冲信号a_C1和a_C2的输出端、探针光脉冲信号a_P1和a_P2的输出端；光源单元的探针光脉冲信号a_P1和a_P2的输出端分别与第一、第二光纤通道的输入端连接，第一、第二光纤通道的输出端分别与第一、第二光学斩波器输入端连接，第一、第二光学斩波器输出的探针光脉冲信号a_P1和a_P2分别与第一、第二原子系统的第一输入端连接，光源单元的控制光脉冲信号a_C1和a_C2的输出端分别与第一、第二原子系统的第二输入端连接，第一、第二原子系统的输出端分别与测量系统的第一、第二输入端连接，光源单元的本地振荡光信号a_L1和a_L2输出端分别与测量系统的第三、第四输入端连接。