制备与光纤通讯波段匹配的1550nm纠缠源的实验研究

Continuous variable (CV) quantum entanglement is a fundamental resource for quantum information, including quantum communication, quantum dense coding, quantum computation, and quantum metrology, etc. The entangled state at the telecommunication wavelength of 1550 nm could be transmitted with low loss and low de-coherence characteristic in telecommunication. For practical application of CV quantum information, it’s crucial to achieve CV quantum entangled states with high entanglement and compact configurations. In this subject, we will prepare a high-power continuous wave frequency-stabilized pump beam with dual wavelength 775 nm/1550 nm from a ring cavity which with excellent beam quality and low noise. Then the laser will pump a single NOPA with periodically poled lithium niobate (PPLN) waveguide to produce a bright quantum entanglement. At the same time, the system’s tracing technology of phase based on FPGA. The above investigations will offer a useful guidance for integrated entangled state.

连续变量量子纠缠是量子信息中的核心资源，它在提高运算速度、增大信息容量、确保信息安全和提高测量精度等方面拥有比相应经典技术更强大的能力。1550nm光纤通信波段纠缠态在光纤中能够以最低损耗传输，从而降低量子态在传输过程中的退相干效应，而且它可以很好的与现有商用通信网络相兼容。因此制备与光纤通讯波段匹配的1550nm小型集成化高品质纠缠光源的相关研究是发展连续变量量子保密通信的重要前提。本课题旨在通过单个激光谐振腔，制备具有实时自适应特征和相位关联特性的低噪声全固态高功率双波长775nm/1550nm优质泵浦源，然后利用基于PPLN波导晶体构成的非简并光学参量放大器（NOPA），结合FPGA数字锁相技术,在实验上制备得到集成化高品质纠缠光源。

连续变量量子纠缠是量子信息中的核心资源，它在提高运算速度、增大信息容量、确保信息安全和提高测量精度等方面拥有比相应经典技术更强大的能力。1550nm光纤通信波段纠缠态在光纤中能够以最低损耗传输，从而降低量子态在传输过程中的退相干效应，而且它可以很好的与现有商用通信网络相兼容。因此制备与光纤通讯波段匹配的1550nm小型集成化高品质纠缠光源的相关研究是发展连续变量量子保密通信的重要前提。因此我们计划制备小型集成化纠缠光源并进行长距离光纤信道的连续变量量子密钥分发（CVQKD）。通过单个激光谐振腔，将调制信息编码在注入信号场中，制备得到调制纠缠态光场，最后进行了基于纠缠态的长距离量子保密通信。. 本项目详细设计了一种信号调制纠缠光源的装备，理论研究了信号调制模式和平衡零拍探测器的带宽对连续变量量子密钥分发CVQKD的影响、研制开发了一种基于STM32F407Vex的小型化数字温控仪，最后设计并搭建了纠缠态的长距离CVQKD系统。