固态体系强信号光基于原子系综的量子图像存储.ppt

基于原子系综的量子图像存储 C：单光子图像的存储 干涉可视度 0.9 for input signal and of 0.88 for the retrieved signal 相似度 The calculated similarity of the retrieved image was 0.996 轨道角动量的轮廓 输入的空间模式 输出的空间模式 Arxiv：1305.2675v4, Nature Communications, 4:2527 doi: 10.1038/ncomms 3527 (2013). D. 任意偏振态存储 优点：采用Sagnac干涉仪解决叠加态相位稳定问题。 基于原子系综的量子图像存储 重构量子存储过程密度矩阵 重构的密度矩阵的实部 重构的密度矩阵的虚部 存储过程的保真度98%±1% The fidelities of the four input states are 0.94, 0.96, 0.98, and 0.96 for H, V, R, and D, respectively 基于原子系综的量子图像存储 利用干涉仪，制备输入态 读出态的相干性这证明通过转动二分之一玻片完成。转动会造成叠加态图像的旋转效应。 E:角动量叠加态的存储 存储 基于原子系综的量子图像存储 弱相干光的实验 单光子实验 基于原子系综的量子图像存储 基于原子系综的量子图像存储 * 4. 量子纠缠图像存储 简化图 Raman 存储 存储单光子 S=2.41±0.06 * 重构的密度矩阵（处理方法） 存储之前 存储之后 F=90.3%±0.8% 小结： 我们首次实现了携带轨道角动量的单光子存储，首次实现轨道角动量纠缠态的存储。 基于原子系综的量子图像存储 谢谢！ 基于原子系综的量子图像存储 基于原子系综的量子图像存储 中国科技大学光学与光学工程系 中科院量子信息重点实验室 报告人：丁冬生 导师：史保森 基于原子系综的量子图像存储 2. 国内外进展 Outlines 1. 目的和意义 3. 我们的工作 4. 小结 基于原子系综的量子图像存储 量子网络建立的关键 载体所携带的量子信息在存储单元与载体之间高保真、高效率的相互转移。 物理实现的基本要求 信息载体必须是单光子或其它非经典光场 必须实现单光子态在存储体系中高保真、长时间的存储以及读出 必须保证存储过程中量子态的叠加性不变 1. 目的和意义 基于原子系综的量子图像存储 可商用化的通信体系要求 高的比特率-----高信息传输速率 低的误码率 长的传输距离 针对于量子通信系统 低的误码率可以通过减小量子态传输与存储过程中的消相干效应获取 长的传输距离可以通过量子中继的方法获取 如何获取高信息传输率？ 采用高维编码的方式提高载体携带的信息量 基于原子系综的量子图像存储 采用高维编码的优点 1.增大载体信息携带量，提高通信效率 若光子被编码在一个二维空间，比如偏振维度等，光子携带的信息量为一个比特。 若将单光子编码在一个高维空间，如轨道角动量维度等， 则光子携带的信息量增加为 ，大大增加光子携带的信息量。 基于原子系综的量子图像存储 4. 提高量子密钥传输的安全 3. 降低对消相干时间的要求。 2. 提高存储单元的存储容量 8. 实现quantum secure imaing 6. 实现quantum dense image coding 7.实现 holographic quantum computing 5. 实现quantum holographic teleportation 基于原子系综的量子图像存储 高维编码+量子存储===高维量子网络 高维量子态的产生 高维量子态的存储 携带高维信息的光存储成为研究热点 Phys. Rev. Lett.100, 123903 (2008) Phys. Rev. Lett. 100, 223601 (2008). Phys. Rev. A 87, 013845 (2013). Phys. Rev. A 87, 053830 (2013). Phys. Rev. A 81, 011401(R) Phys. Rev. A 86, 023801 (2012). Opt. Express. 20,12350–12358 (2012). Phys. Rev. A 87, 013835 (2013). Opt. Lett. 38,712–714 (2013). New J. Phys. 15 035005 （2013） PHYSICAL REVIEW A 86, 023801 (2012) 2. 国内外进展 基于原子系综的量子图像存储 Phys. Rev. Lett.100, 1