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华南师在基于冷原子量子网络研究方面获突破

  • 时间:2014-10-11 00:00
  • 来源:未知
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  量子网络是当前量子调控研究的热点课题。亚自然线宽偏振纠缠光子对的产生不但是实现量子网络的关键技术,同时也是实现光与原子之间量子态高效率转化的基础。华南师范大学颜辉、朱诗亮研究团队在国家自然自然科学基金的持续支持下,最近在此领域取得重要研究进展。他们利用四波混频和慢光技术在大光学厚度冷原子系综中成功产生了亚自然线宽的纠缠光子对,在此基础上,进一步通过锁定构成两个空间模式的Mach-Zehnder干涉仪相位差,解决了非极化原子电磁诱导透明的偏振选择性而导致所产生光子对偏振不能选择的难题,并成功获到了具有偏振纠缠的光子对。从而,在国际上首次利用冷原子系综产生了亚自然线宽偏振纠缠光子对。与之前腔辅助自发参量下转换获得的窄线宽纠缠光子对相比,利用他们新开发的技术产生的光子对的频率自然和原子能级匹配,而且光子对的波形可以任意操控。这些优点在光与原子相互左右、量子存储、量子网络领域具有重要应用价值。该研究成果6月发表于物理学国际顶尖期刊《物理评论快报》上 [Phys. Rev. Lett. 112, 243602(2014)]。

  9月出版的《Nature Photonics》(《自然?光子学》)杂志在research highlights 专栏专题报导了他们的研究成果[Nature Photonics 8, 674(2014) doi:10.1038/nphoton.2014.202]。该专栏报道以“Subnatural-linewidth biphotons”为题,评论指出: “为了实现光子与原子间量子态的高效率转换,光子线宽窄于原子自然线宽是必不可少的前提。到目前为此,这个前提很难达到。目前,中国的研究组利用铷85冷原子四波混频成功实验实现了亚自然偏振纠缠光子对的产生…。中国的科学家发现可以通过降低耦合光强来压窄光子线宽….[Phys. Rev. Lett. 112, 243602(2014)]”。评论详细介绍并高度评价了他们的研究成果。

  该项研究得到了国家自然科学基金单量子态重大研究计划、杰出青年基金及青年基金等项目(资助号:11104085,11125417,61378012,91121023)的支持。

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