本書詳細闡述了原子介質中基于不同原理的光信息的可逆存儲及其在量子信息科學中的重要應用，包括光信息可逆存儲的研究背景、意義和現(xiàn)狀，光信息可逆存儲的相關物理概念及理論工具，基于電磁感應透明、拉曼過程和靜態(tài)光脈沖的光信息存儲方案，基于光信息存儲與提取的全光分束器件的設計等內容。實現(xiàn)光信息可逆存儲的量子存儲器不僅是構建量子通信網絡和量子計算機的核心器件，還可以用來驗證量子物理基礎問題、預報單光子變?yōu)榇_定性單光子、提高量子邏輯門的成功概率、實現(xiàn)量子計量和磁測量等。本書基于作者的原創(chuàng)性科研成果，以期對量子存儲器的發(fā)展與應用有一定的推動作用。
本書可為從事光信息的可逆存儲相關領域研究的人士提供參考。
本書專注于光的可逆存儲及其在量子信息處理中的應用這一前沿研究領域。
作者邱田會主要從事量子光學和量子信息等方面的理論研究工作，主持國家自然科學基金青年基金和理論物理�？罡饕豁�，主持山東省自然科學基金培養(yǎng)基金項目一項, 作為項目組主要成員參與國家和省部級項目6項。在國內外期刊上發(fā)表論文二十余篇，擔任多個SCI源期刊審稿人，在量子光學和量子信息領域具有深厚的理論基礎。
邱田會
青島理工大學副教授。主要研究方向為量子光學和量子信息。主持國家自然科學基金青年基金和理論物理�？罡饕豁棧鞒稚綎|省自然科學基金培養(yǎng)基金項目一項, 作為項目組主要成員參與國家和省部級項目6項。在光的可逆存儲、原子相干調控、電磁誘導周期介質性質和應用等方面發(fā)表SCI論文20余篇。
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 研究現(xiàn)狀與分析 2
參考文獻 3
第2章 光信息可逆存儲的相關物理概念及理論工具 7
2.1 描述量子系統(tǒng)的3種繪景 7
2.1.1 薛定諤繪景 7
2.1.2 海森伯繪景 8
2.1.3 相互作用繪景 9
2.2 光場與物質相互作用 9
2.2.1 光場與物質相互作用的半經典理論 10
2.2.2 光場與物質相互作用的全量子理論 14
2.3 電磁感應透明 18
2.4 光的群速度減慢 21
2.5 量子糾纏 23
2.5.1 糾纏光子對的制備 23
2.5.2 糾纏態(tài)及其量度 24
2.5.3 糾纏光源的橫向關聯(lián)性質 25
2.6 光信息存儲 27
2.6.1 光信息存儲的性能指標 27
2.6.2 環(huán)形光路形式的光信息存儲簡介 28
2.6.3 自旋激發(fā)態(tài)形式的光信息存儲簡介 28
2.6.4 靜態(tài)光脈沖形式的光信息存儲簡介 33
參考文獻 33
第3章 基于EIT效應的光信息存儲 41
3.1 熱原子介質中的光信息存儲 42
3.1.1 熱原子介質中單模弱信號光場的存儲 42
3.1.2 熱原子介質中多模弱信號光場的存儲 56
3.2 二維圖像的存儲 64
3.2.1 兩幅二維圖像的同時存儲 64
3.2.2 二維圖像的優(yōu)化存儲 71
3.3 糾纏光的存儲 79
3.3.1 熱原子介質中糾纏光的存儲與提取 80
3.3.2 雙模糾纏波包的存儲 87
3.4 本章小結 94
參考文獻 95
第4章 基于拉曼過程的頻率糾纏和極化 頻率糾纏的高效制備 99
4.1 糾纏光子對與原子相互作用模型 100
4.2 系統(tǒng)哈密頓量 101
4.3 理想情況下的頻率糾纏制備 102
4.4 高效制備頻率糾纏的條件 103
4.5 極化 頻率糾纏的制備 106
4.6 多普勒展寬的影響 106
4.7 本章小結 108
參考文獻 108
第5章 靜態(tài)光脈沖形式的光信息存儲 110
5.1 靜態(tài)光脈沖的優(yōu)化產生 110
5.1.1 靜態(tài)光脈沖的優(yōu)化制備 113
5.1.2 高維靜態(tài)光脈沖的產生和操控 116
5.2 靜態(tài)糾纏光子對的相干產生和操控 120
5.2.1 理論模型和運動學方程 120
5.2.2 靜態(tài)光子對的相干產生和操控 123
5.2.3 靜態(tài)糾纏光子對的相干產生和操控 125
5.2.4 多自由度靜態(tài)糾纏光子對的相干產生和操控 126
5.3 本章小結 128
參考文獻 128
第6章 光信息存儲與提取的應用 130
6.1 基于光信息存儲的全光分束器 130
6.1.1 全光強度分束器 131
6.1.2 全光偏振分束器 138
6.2 基于光信息存儲的圖像加法器和減法器 146
6.2.1 模型簡介 147
6.2.2 圖像加法器 148
6.2.3 圖像減法器 148
6.2.4 原子擴散效應 151
6.3 本章小結 153
參考文獻 154
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