The present invention discloses a method and device for the direct measurement of wave function based on weak measurement. The method includes the following steps: the phase modulation is applied to a single photon at a certain time, the modulation depth is controlled to the perturbation degree; the amplitude modulation is applied to the single photon at the same time, and the modulation depth is also controlled to the perturbation degree; No weakly modulated single photons, phase weakly modulated Dan Guangzi and strong amplitude modulated Dan Guangzi are selected to select the frequency domain strong selection, and the specific frequency photons are selected to be counted; the number of photons without weakly modulated frequency, the number of photons through phase modulation, and the weak modulation by amplitude are collected for the specific frequency. The photon number can be reduced to the weak value and the measured wave function. The invention will achieve direct and non destructive measurement of wave function. At the same time, because the preselected state and the post selected state tend to be orthogonal, the weak value theory can be close to infinity in theory and greatly improve the accuracy and effectiveness of the measurement.
【技术实现步骤摘要】
基于弱测量的波函数直接测量方法及装置
本专利技术涉及量子信息
,具体涉及一种基于弱测量的波函数直接测量方法及装置,可以应用于广泛的量子信息领域(包括量子通信、量子计算及量子精密测量等技术方向)。
技术介绍
弱测量理论及弱值概念最初由Aharonov,Albert和Vaidman于1988年提出,并于1991年首次得到实验验证。此后,弱测量有关的理论不断发展完善,其应用领域也得以拓宽,相比于传统测量手段,体现出了独有的物理特性、巨大的发展潜力以及广阔的应用前景。波函数作为基本物理量,涉及到量子通信信息编码、量子态传输、探测等诸多领域。关于时域波函数的测量,在传统的测量技术中,测量设备与待测量的耦合势必导致波函数塌缩,量子退相干效应也限制了对波函数信息的提取和还原。长期以来只能通过直接的光子计数来获得波函数的振幅信息,或者通过搭设单独的干涉仪来获得波函数相位信息。
技术实现思路
有鉴于此,为了解决现有技术中的上述问题,本专利技术提出一种基于弱测量的波函数直接测量方法及装置,结构简单、测量精确、可行性强,且能够同时得到波函数的幅度和相位信息,还原出完整波函数。本专利技术通过以下技术手段解决上述问题:一方面,本专利技术提供一种基于弱测量的波函数直接测量方法,包括如下步骤:在某一时刻对待测单光子施加相位调制,调制深度控制到微扰程度;在同一时刻对待测单光子施加振幅调制,调制深度同样控制到微扰程度;将没有经过弱调制的单光子、经过相位弱调制的单光子以及经过振幅弱调制的单光子进行频域强选择,选出特定频率光子进行符合计数;采集特定频率的没有经过弱调制的光子数、经过相位弱调制 ...
【技术保护点】
1.一种基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,包括如下步骤:在某一时刻对待测单光子施加相位调制,调制深度控制到微扰程度;在同一时刻对待测单光子施加振幅调制,调制深度同样控制到微扰程度;将没有经过弱调制的单光子、经过相位弱调制的单光子以及经过振幅弱调制的单光子进行频域强选择,选出特定频率光子进行符合计数;采集特定频率的没有经过弱调制的光子数、经过相位弱调制的光子数以及经过振幅弱调制的光子数,进行比较计算可以还原出弱值及待测波函数。
【技术特征摘要】
1.一种基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,包括如下步骤:在某一时刻对待测单光子施加相位调制,调制深度控制到微扰程度;在同一时刻对待测单光子施加振幅调制,调制深度同样控制到微扰程度;将没有经过弱调制的单光子、经过相位弱调制的单光子以及经过振幅弱调制的单光子进行频域强选择,选出特定频率光子进行符合计数;采集特定频率的没有经过弱调制的光子数、经过相位弱调制的光子数以及经过振幅弱调制的光子数,进行比较计算可以还原出弱值及待测波函数。2.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,所述微扰程度为3°~5°。3.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,通过相位电光调制器对待测单光子施加相位调制,通过对相位电光调制器电压的控制,实现人为可控的相位微扰。4.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,通过幅度电光调制器对待测单光子施加振幅调制,通过对幅度电光调制器电压的控制,实现人为可控的幅度微扰。5.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,通过法布里-珀罗干涉仪进行频域强选择,选出特定频率光子透射。6.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,通过单光子计数器对特定频率的单光子采集计数。7.根据权利要求1所述的基于弱测量的波函数直接测量方法,其特征在于,所述基于弱测量的波函数直接测量方法用于时域波函...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑翔,廖开宇,周忆如,张新定,张善超,颜辉,
申请(专利权)人:华南师范大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。