基于電磁誘導(dǎo)透明機(jī)制的壓縮光場(chǎng)量子存儲(chǔ)?

鄧瑞婕 閆智輝2) 賈曉軍2)

1)(山西大學(xué)光電研究所,量子光學(xué)與光量子器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,太原 030006)

2)(山西大學(xué),極端光學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心,太原 030006)

1 引 言

非經(jīng)典態(tài)是實(shí)現(xiàn)量子信息的核心資源[1,2].壓縮態(tài)是非經(jīng)典光場(chǎng)之一[3],在量子精密測(cè)量[4]、引力波探測(cè)[5]以及量子保密通訊等[6]方面有著廣泛的應(yīng)用.此外,將壓縮態(tài)光場(chǎng)在光學(xué)分束器上耦合可以構(gòu)建兩組分以及多組分糾纏態(tài)光場(chǎng)[7,8],而糾纏態(tài)光場(chǎng)能夠應(yīng)用于量子計(jì)算和量子通訊[9,10].基于光學(xué)參量下轉(zhuǎn)化過程的光學(xué)參量放大器(OPA)是制備壓縮態(tài)光場(chǎng)的有效器件之一[3,11?13].

隨著量子信息的發(fā)展,量子互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶之間絕對(duì)安全、更加高速的信息傳輸和處理,因而成為目前的研究熱點(diǎn)之一[14].量子互聯(lián)網(wǎng)是由量子通道和量子節(jié)點(diǎn)組成的.其中,量子通道用來實(shí)現(xiàn)量子信息的傳輸,量子節(jié)點(diǎn)用來實(shí)現(xiàn)量子信息的存儲(chǔ)和處理,以及作為不同量子通道之間的路由器.遠(yuǎn)距離量子通訊是實(shí)現(xiàn)量子互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵,但是量子通道的損耗制約了其傳輸距離.Duan等[15]提出了基于量子存儲(chǔ)的量子中繼的概念,利用量子存儲(chǔ)、糾纏純化和糾纏交換可以有效地增加量子信息的傳輸距離.為了滿足量子互聯(lián)網(wǎng)的需要,已經(jīng)成功地在實(shí)驗(yàn)中制備出與銣原子吸收線相匹配的壓縮態(tài)光場(chǎng)[16].同時(shí),非經(jīng)典光場(chǎng)的量子存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)量子互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ).量子存儲(chǔ)能夠高保真度地將量子態(tài)從光場(chǎng)映射到存儲(chǔ)介質(zhì)中.2000年,哈佛大學(xué)的Lukin研究組提出利用電磁誘導(dǎo)透明(EIT)機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)量子存儲(chǔ)[17],隨后他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了熱原子系綜的量子存儲(chǔ)[18,19].此外,大失諧的拉曼過程可以實(shí)現(xiàn)寬帶量子存儲(chǔ)[20?23],量子非破壞測(cè)量機(jī)制則可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)和量子糾纏[24],而實(shí)現(xiàn)高效率的量子存儲(chǔ)可以通過梯度回聲機(jī)制實(shí)現(xiàn)[25].而且,在高光學(xué)厚度的原子系綜[18?25],腔量子電動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)[26]、囚禁離子系統(tǒng)[27]、光學(xué)晶體[28]以及超導(dǎo)等不同器件中[29],均已實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ).在連續(xù)變量量子信息領(lǐng)域,除了相干態(tài)的量子存儲(chǔ)外,非經(jīng)典光場(chǎng)的量子存儲(chǔ)也是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ).加拿大的Lvovsky研究組[30]和日本的Furusawa研究組[31]分別在熱原子系綜和冷原子系綜中實(shí)現(xiàn)了壓縮態(tài)的量子存儲(chǔ),丹麥的Polzik研究組[32]實(shí)現(xiàn)了雙模壓縮態(tài)的量子存儲(chǔ).

保真度是用來描述量子系統(tǒng)中輸出量子態(tài)和輸入量子態(tài)的重疊情況的物理量,可用于描述量子傳輸?shù)馁|(zhì)量[10,33?35],是評(píng)價(jià)量子存儲(chǔ)的重要指標(biāo)[36?38].對(duì)于壓縮真空態(tài),人們已經(jīng)給出了保真度邊界,即利用經(jīng)典手段所能達(dá)到的最大保真度[34,37].如果傳輸或存儲(chǔ)的保真度高于保真度邊界,那么就實(shí)現(xiàn)了量子傳輸或者量子存儲(chǔ).但是由于光學(xué)元件存在不可避免的損耗,簡(jiǎn)并光學(xué)參量放大器(DOPA)產(chǎn)生的壓縮真空態(tài)光場(chǎng)將變?yōu)閴嚎s熱態(tài)光場(chǎng).Furasawa研究組[35]開展了對(duì)于壓縮熱態(tài)量子傳輸?shù)睦碚撗芯?Adesso等[38]研究了壓縮熱態(tài)量子存儲(chǔ)的保真度邊界,分析了存儲(chǔ)保真度邊界與壓縮熱態(tài)純度的關(guān)系.在高光學(xué)厚度原子系綜中,EIT機(jī)制是實(shí)現(xiàn)非經(jīng)典光場(chǎng)量子存儲(chǔ)的有效手段之一[30,31].本文研究了實(shí)現(xiàn)壓縮熱態(tài)光場(chǎng)量子存儲(chǔ)的條件,首先根據(jù)DOPA和EIT的理論模型,具體計(jì)算了對(duì)于不同熱態(tài)起伏和不同壓縮參量的壓縮熱態(tài)的存儲(chǔ)保真度邊界,然后分析了量子存儲(chǔ)的保真度和量子存儲(chǔ)效率的關(guān)系,為設(shè)計(jì)高質(zhì)量的非經(jīng)典光場(chǎng)量子存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了理論依據(jù).

2 理論模型

基于EIT機(jī)制的壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的量子存儲(chǔ)方案如圖1所示.由于存在不可避免的光學(xué)損耗,DOPA在抽運(yùn)光的作用下,產(chǎn)生壓縮熱態(tài)光場(chǎng).EIT動(dòng)力學(xué)過程是實(shí)現(xiàn)非經(jīng)典光場(chǎng)量子存儲(chǔ)的有效手段之一.具有高光學(xué)厚度的原子系綜可以作為存儲(chǔ)介質(zhì),壓縮熱態(tài)光場(chǎng)作為被儲(chǔ)存的探針光,在控制光的作用下,可以實(shí)現(xiàn)量子態(tài)在光場(chǎng)和原子系綜之間的相互映射.當(dāng)控制光打開時(shí),壓縮熱態(tài)光脈沖的量子態(tài)寫入原子系綜自旋波內(nèi);在相干時(shí)間內(nèi)關(guān)閉控制光,量子態(tài)便存儲(chǔ)在原子系綜內(nèi);當(dāng)控制光再次打開時(shí),量子態(tài)即可從原子系綜讀出到釋放光脈沖中.水平偏振的探針光和豎直偏振的控制光通過偏振分束棱鏡1(PBS1)耦合;并注入原子系綜.通過原子系綜的水平偏振的釋放探針光透過偏振分束棱鏡2(PBS2)進(jìn)入平衡零拍探測(cè)系統(tǒng),豎直偏振的控制光被PBS2反射過濾掉.通過上述EIT動(dòng)力學(xué)過程即可實(shí)現(xiàn)壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的受控量子存儲(chǔ)和釋放.

圖1 基于EIT機(jī)制的壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的量子存儲(chǔ)方案DOPA,簡(jiǎn)并光學(xué)參量放大器;PBS1,2,偏振分束棱鏡1,2;HD,平衡零拍探測(cè)系統(tǒng)Fig.1.Scheme of EIT-based quantum memory of squeezed thermal state of light:DOPA,degenerate optical parametric ampli fier;PBS1,2,polarized beam splitter1,2;HD,homodyne detector system.

2.1 壓縮熱態(tài)光場(chǎng)制備的理論模型

其中,?代表約化普朗克常量,κ代表非線性耦合系數(shù),Ap代表抽運(yùn)光場(chǎng),S代表信號(hào)光場(chǎng).OPA通過光學(xué)諧振腔有效地增強(qiáng)了光學(xué)參量下轉(zhuǎn)換過程,是制備非經(jīng)典光場(chǎng)的有效器件之一.由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中存在損耗,DOPA產(chǎn)生壓縮熱態(tài)光場(chǎng),其正交振幅分量的量子噪聲低于量子噪聲極限,而正交位相分量的量子噪聲高于量子噪聲極限.因此,DOPA輸入的壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的正交分量起伏分別表示為[35]:

2.2 量子存儲(chǔ)的理論模型

在控制光作用下,EIT動(dòng)力學(xué)過程使探針光信號(hào)在原子介質(zhì)中的折射率發(fā)生變化,進(jìn)而使傳播速度減慢,甚至減小到零.這為探針光信號(hào)在原子介質(zhì)中的存儲(chǔ)提供了可能,無(wú)限長(zhǎng)的探針光波列將被壓縮至有限尺寸的原子介質(zhì)中.Lukin研究組提出了暗態(tài)極子理論,該理論指出在控制光的作用下,通過EIT過程可以實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)和原子的量子態(tài)的相互映射,從而實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ).基于EIT動(dòng)力學(xué)過程的量子存儲(chǔ)引入的噪聲小,適合于非經(jīng)典光場(chǎng)的量子存儲(chǔ).利用三能級(jí)Λ型原子結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)量子存儲(chǔ),如圖2所示,它具有基態(tài)|g〉,中間態(tài)|m〉和激發(fā)態(tài)|e〉結(jié)構(gòu).壓縮熱態(tài)作為探針光p,作用于|g〉和|e〉之間;強(qiáng)相干光作為控制光c,作用于|m〉和|e〉之間;并且探針光p和控制光c有頻率為Δ的失諧.集合原子自旋波(其中,Na為原子系綜的總原子數(shù)),通常用布洛赫球上的斯托克算符來描述,類似地,原子的正交振幅分量s和正交位相分量s對(duì)應(yīng)于原子自旋波算符的實(shí)部和虛部

圖2 Λ型原子結(jié)構(gòu)示意圖p,探針光;c,控制光;Δ,失諧量Fig.2.Λ-type atomic energy level diagram:p,probe optical fields;c,control optical fields;Δ,detuning.

EIT動(dòng)力學(xué)過程通常用光學(xué)分束器模型來描述.它的哈密頓量可以表示為[39]

其中,p為探針光場(chǎng),代表和探針光場(chǎng)耦合的集合原子自旋波.由于控制光場(chǎng)c的光強(qiáng)遠(yuǎn)大于探針光場(chǎng)p,故將其看作經(jīng)典光場(chǎng),AC表示控制光場(chǎng)強(qiáng)度.為探針光場(chǎng)和原子的集合自旋波的相互作用常數(shù),geg,gem為探針光場(chǎng)和集合原子自旋波之間的耦合系數(shù),Δ為探針光場(chǎng)和原子能級(jí)的失諧量.

其中,τ′為光和原子相互作用的時(shí)間. 當(dāng)|κ′AC|τ′= π/2+kπ時(shí),k為整數(shù),量子態(tài)可以在光和原子之間完美轉(zhuǎn)化,即當(dāng)|κ′AC|τ′/= π/2+kπ時(shí),方程(4)可以看作透射率為T=cos|κ′AC|τ′, 反射率為R=sin|κ′AC|τ′的光學(xué)分束器.量子態(tài)在探針光和原子介質(zhì)之間相互映射可以通過量子存儲(chǔ)效率來表示:

其中,η=sin|κ′AC|τ′為存儲(chǔ)效率,ν和pν分別為存儲(chǔ)和釋放過程引入的真空噪聲.

2.3 量子存儲(chǔ)的保真度

保真度是量子信息中的一個(gè)基本概念,可以用來描述量子存儲(chǔ)過程中存儲(chǔ)前探針光和釋放光的量子態(tài)的重疊情況.假定ρ1和ρ2分別為存儲(chǔ)前探針光和釋放光的量子態(tài)的密度算符,保真度可以被定義為

由于存儲(chǔ)前探針光和釋放光都是高斯態(tài),它們的保真度可以表示為[40]

量子態(tài)的存儲(chǔ)和傳輸具有相同的保真度邊界.對(duì)于量子態(tài)傳輸?shù)谋Ｕ娑?我們?nèi)×孔油ǖ赖募m纏度為零,可得通過經(jīng)典手段可以達(dá)到的最大保真度,即保真度邊界,該保真度邊界同樣適用于量子存儲(chǔ).如果存儲(chǔ)保真度超過保真度邊界,那么可以認(rèn)為該存儲(chǔ)就是量子存儲(chǔ).

3 數(shù)值結(jié)果與分析

3.1 量子存儲(chǔ)保真度邊界的討論

由上面的理論分析可知,保真度邊界受輸入態(tài)起伏和存儲(chǔ)效率的影響,而輸入態(tài)起伏由壓縮參量r和熱態(tài)起伏c(diǎn)oth(β/2)共同決定.圖3描述了壓縮參量對(duì)保真度邊界的影響,曲線I、曲線II、曲線III相應(yīng)的熱態(tài)起伏分別為1,2,3 dB.在壓縮真空態(tài)光場(chǎng)的量子傳輸和存儲(chǔ)中,壓縮參量越大,相應(yīng)的壓縮度越高,于是保真度邊界也就降低[34,37].相似地,在壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的量子存儲(chǔ)中,壓縮參量的增大,也即壓縮度的提高可以使相應(yīng)的保真度邊界降低,從而使量子存儲(chǔ)更容易實(shí)現(xiàn).由圖3可見,對(duì)于不同的熱態(tài)起伏,保真度邊界都隨壓縮參量的增加而減小.

圖3 (網(wǎng)刊彩色)量子存儲(chǔ)的保真度邊界和壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的壓縮參量的關(guān)系Fig.3. (color online)The function of the fidelity benchmarks of quantum memory on squeezing parameters of squeezed thermal state optical fields.

圖4 (網(wǎng)刊彩色)量子存儲(chǔ)的保真度邊界隨壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的熱態(tài)起伏的關(guān)系Fig.4. (color online)The function of the fidelity benchmarks of quantum memory on thermal state variances of squeezed thermal state optical fields.

圖4描述了熱態(tài)起伏對(duì)保真度邊界的影響,曲線I、曲線II、曲線III對(duì)應(yīng)的壓縮參量r分別為1,0.5,0.由于光學(xué)損耗引入的熱態(tài)起伏,不僅降低了光場(chǎng)的壓縮度,而且使相應(yīng)的保真度邊界變高,增加了量子存儲(chǔ)的難度.從圖4可以看出,對(duì)于不同的壓縮參量,隨著熱態(tài)起伏的增加,保真度邊界增大,使實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)的要求變高.當(dāng)熱態(tài)起伏為0 dB時(shí),輸入態(tài)對(duì)應(yīng)于壓縮真空態(tài),曲線I、曲線II對(duì)應(yīng)的保真度邊界分別為0.32,0.44;曲線III對(duì)應(yīng)于真空態(tài),量子存儲(chǔ)的保真度邊界和量子傳輸?shù)谋Ｕ娑冗吔缦嗤?都為0.5.

3.2 量子存儲(chǔ)保真度的分析

和量子通訊相似,量子存儲(chǔ)要求量子態(tài)存儲(chǔ)過程的保真度高于保真度邊界,也就是說,僅通過經(jīng)典手段不能實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ).對(duì)于不同條件的輸入態(tài),我們?cè)敿?xì)分析了保真度和存儲(chǔ)效率的關(guān)系.圖5描述了不同熱態(tài)起伏對(duì)應(yīng)的保真度和存儲(chǔ)效率的關(guān)系,對(duì)應(yīng)的壓縮參量為0.35.其中,曲線I、曲線II、曲線III和曲線IV所對(duì)應(yīng)的熱態(tài)起伏分別為2,3,4,5 dB.量子存儲(chǔ)的過程利用分束器模型來描述,由(4)式得知,存儲(chǔ)效率可以當(dāng)作分束器的反射率來處理,也就是從光場(chǎng)到原子自旋波的映射效率.因此,存儲(chǔ)效率越高,引入的真空噪聲越少,對(duì)應(yīng)的保真度越高.壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的熱態(tài)起伏越大,引入的真空噪聲越大,存儲(chǔ)保真度越低.由圖5可見,量子存儲(chǔ)保真度隨存儲(chǔ)效率的增加而增大,而且對(duì)于相同壓縮參量的輸入態(tài),熱態(tài)起伏越小,相應(yīng)的保真度越大.

圖5 (網(wǎng)刊彩色)不同熱態(tài)起伏對(duì)應(yīng)的保真度和存儲(chǔ)效率的關(guān)系Fig.5.(color online)The dependence of fidelities on memory efficiencies with different thermal state variances.

圖6描述了不同熱態(tài)起伏對(duì)應(yīng)的保真度及其邊界隨存儲(chǔ)效率的變化關(guān)系,相應(yīng)的壓縮參量為0.35.其中,圖6(a)—(d)熱態(tài)起伏分別為2,3,4,5 dB.存儲(chǔ)效率的提高以及熱態(tài)起伏的減小可以有效提高存儲(chǔ)保真度.同時(shí),由于光學(xué)損耗引入的熱態(tài)起伏會(huì)提高量子存儲(chǔ)保真度邊界,同時(shí)降低儲(chǔ)存保真度,相應(yīng)的達(dá)到量子儲(chǔ)存所需的儲(chǔ)存效率亦顯著增大.從圖5(a)—(d)可以看出,當(dāng)熱態(tài)起伏從2 dB增大到5 dB時(shí),相應(yīng)的保真度邊界從0.77提高到0.91,實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)需要的效率從8.30%提高到35.89%.因此,壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的熱態(tài)起伏對(duì)實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)需要的存儲(chǔ)效率影響較大,壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的熱態(tài)起伏越小,量子存儲(chǔ)越容易實(shí)現(xiàn).

圖6 (網(wǎng)刊彩色)不同熱態(tài)起伏對(duì)應(yīng)的保真度及其邊界隨存儲(chǔ)效率的變化,其中(a),(b),(c),(d)中熱態(tài)起伏分別為2,3,4,5 dB;紅線(曲線I)和黑線(曲線II)分別表示在相應(yīng)輸入態(tài)下的保真度邊界和保真度;壓縮參量r=0.35Fig.6.(color online)The fidelities and fidelity benchmarks vs the memory efficiencies with different thermal state variances:(a)coth(β/2)=2 dB;(b)coth(β/2)=3 dB;(c)coth(β/2)=4 dB;(d)coth(β/2)=5 dB.The red lines(curve I)and the black lines(curve II)are fidelity benchmark and fidelity of different input state.The squeezing parameter is:r=0.35.

圖7描述了不同壓縮參量對(duì)應(yīng)的保真度和存儲(chǔ)效率的關(guān)系,相應(yīng)的熱態(tài)起伏為2.38 dB.曲線I、曲線II、曲線III、曲線IV的壓縮參量r分別為0.3,0.4,0.5,0.6.同樣,存儲(chǔ)效率的提高能夠減小真空噪聲的影響,進(jìn)而提高存儲(chǔ)保真度.由圖7可以看出,量子存儲(chǔ)保真度隨存儲(chǔ)效率的增加而增大,而且對(duì)于相同熱態(tài)起伏的輸入態(tài),壓縮參量越小,存儲(chǔ)保真度越大.

圖8描述了不同壓縮參量對(duì)應(yīng)的保真度及其邊界隨存儲(chǔ)效率的變化關(guān)系,相應(yīng)的熱態(tài)起伏為2.38 dB.其中,圖8(a)—(d)的壓縮參量r分別為0.3,0.4,0.5,0.6.存儲(chǔ)保真度隨存儲(chǔ)效率的提高和壓縮參量減小而增大.和壓縮真空態(tài)的量子傳輸?shù)谋Ｕ娑冗吔缦嗨?壓縮參量的增大可以使壓縮熱態(tài)的量子存儲(chǔ)保真度邊界變低,相應(yīng)地達(dá)到量子存儲(chǔ)所需的存儲(chǔ)效率也變小.從圖8(a)—(d)可以看出,壓縮參量從0.3變?yōu)?.6時(shí),相應(yīng)的保真度邊界從0.82變?yōu)?.73,實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)需要的存儲(chǔ)效率也從4.96%降低到3.09%.所以,壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的壓縮參量對(duì)量子存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)條件影響較小,并且,壓縮參量的增加有利于量子存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn).

根據(jù)上述分析,對(duì)于實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的壓縮熱態(tài)光場(chǎng)而言,壓縮參量為0.35,熱態(tài)起伏為2.38 dB,相應(yīng)的保真度邊界為0.80.因此,要實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)需要的存儲(chǔ)效率為4.34%.Lvovsky研究組實(shí)現(xiàn)了壓縮參量為0.43、熱態(tài)起伏為1.75 dB的壓縮熱態(tài)的存儲(chǔ),相應(yīng)的保真度邊界為0.74,存儲(chǔ)效率達(dá)到了14.29%,保真度為0.89,大于保真度邊界,因此他們實(shí)現(xiàn)了量子存儲(chǔ)[30].綜上所述,提高壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的壓縮參量有益于量子存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn).與壓縮參量相比較,熱態(tài)起伏對(duì)于量子存儲(chǔ)的影響更為敏感,通過減小OPA的光學(xué)損耗,可以減小熱態(tài)起伏,使量子存儲(chǔ)更加容易實(shí)現(xiàn).另外,對(duì)于壓縮參量小或者熱態(tài)起伏大的壓縮熱態(tài)光場(chǎng),通常量子存儲(chǔ)的保真度邊界較大,需要較高的存儲(chǔ)效率來實(shí)現(xiàn).通過增大原子系統(tǒng)的光學(xué)厚度或者利用光學(xué)諧振腔增強(qiáng)光和原子系統(tǒng)的相互作用,能夠提高存儲(chǔ)效率,實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)[25,41].

圖7 (網(wǎng)刊彩色)不同壓縮參量對(duì)應(yīng)的保真度和存儲(chǔ)效率的關(guān)系Fig.7.(color online)Thedependence of fidelities on the memory efficiencies with different squeezing parameters.

圖8 (網(wǎng)刊彩色)不同壓縮參量對(duì)應(yīng)的保真度及其邊界隨存儲(chǔ)效率的變化 (a),(b),(c),(d)中壓縮參量r分別為0.3,0.4,0.5,0.6;紅線(曲線I)和黑線(曲線II)分別表示在相應(yīng)輸入態(tài)下的保真度邊界和保真度;其他參數(shù)coth(β/2)=2.38 dBFig.8.(color online)The fidelities and the fidelity benchmarks vs the memory efficiencies with different squeezing parameters:(a)r=0.3;(b)r=0.4;(c)r=0.5;(d)r=0.6.The red lines(curve I)and the black lines(curve II)are fidelity benchmarks and fidelities of different input state.The thermal state variance is coth(β/2)=2.38 dB.

4 結(jié) 論

根據(jù)量子存儲(chǔ)的保真度邊界,我們理論計(jì)算研究了實(shí)現(xiàn)壓縮熱態(tài)光場(chǎng)量子存儲(chǔ)的條件,并且對(duì)不同情況下的壓縮熱態(tài)光場(chǎng)量子存儲(chǔ)保真度邊界以及存儲(chǔ)保真度隨效率的依賴關(guān)系進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,從而獲得了實(shí)現(xiàn)量子存儲(chǔ)的保真度邊界以及需要的最小存儲(chǔ)效率.我們的研究為連續(xù)變量壓縮熱態(tài)光場(chǎng)的存儲(chǔ)、量子中繼器以及基于原子系綜的量子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)提供了理論參考[15,42].

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