一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法，该装置中，激光器输出的光经过非线性光学晶体分别输入到A光路和B光路；在B光路中，沿光路依次设置d‑1个BD，最后产生d条光支路；在A光路中先经过第一66:33分束器根成分成反射t光路和透射r光路，反射t光路上的光和透射r光路上的光再在第二66:33分束器处汇合，第二66:33分束器的输出光依次经过d‑1个BD，产生d条光支路，从而制备d维可提纯纠缠态。通过本发明专利技术制备的可提纯纠缠态保真度较高，制备的二维可提纯纠缠态的保真度约为0.98，制备的三维可提纯纠缠态的保真度约为0.96。

【技术实现步骤摘要】
一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法
本专利技术涉及一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置及制备方法，属于量子信息处理领域。
技术介绍
任意维度的两体混态ρAB，对粒子B进行转置操作，得到半正定算子，那么这个ρAB定义为PPT态，否则ρAB为纠缠态NPT态(negative-partial-transpose)。所以NPT态满足：是一种二参量的两体混态。这种NPT态的标准形式如下：其中，归一化条件：a、b、c分别为三种态的系数，d为NPT态的维度。任何形式的NPT态都可以通过局域量子操作和经典通信化为标准的ρbc的形式。PPT态由可分态和不可提纯纠缠的纠缠态构成，一定是不可以提取纠缠的，也就是说可提纯纠缠的纠缠态一定满足NPT条件。但是目前还没有能够制备任一维度可提纯纠缠态的装置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置。本专利技术还提供了采用上述任意维度可提纯纠缠态的制备装置和制备任意维度可提纯纠缠态的方法。术语解释：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置，其特征在于，包括激光器、非线性光学晶体、第一半波片、第二半波片、第一66:33分束器、第二66:33分束器、第一BS、第二BS、第一PBS、第二PBS、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第一反射镜、第二反射镜、2d-2个BD，d为可提纯纠缠态的维度，d为大于等于2的正整数；/n所述激光器输出的光经过非线性光学晶体分别输入到A光路和B光路；/n在B光路中，沿光路依次设置d-1个BD和(d

【技术特征摘要】
1.一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置，其特征在于，包括激光器、非线性光学晶体、第一半波片、第二半波片、第一66:33分束器、第二66:33分束器、第一BS、第二BS、第一PBS、第二PBS、第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第一反射镜、第二反射镜、2d-2个BD，d为可提纯纠缠态的维度，d为大于等于2的正整数；
所述激光器输出的光经过非线性光学晶体分别输入到A光路和B光路；
在B光路中，沿光路依次设置d-1个BD和(d2+d-2)/2个半波片，产生d条光支路；
在A光路中设置有66:33分束器，经过66:33分束器将光路分为反射t光路和透射r光路，在透射r光路依次设置有第一衰减器、第二66:33分束器和d-1个BD，透射r光路的光支路中设置有(d2+d-2)/2个半波片；
在反射t光路中设置有第一BS，经过第一BS等比例分别透射到l光路和反射到m光路；在m光路上沿光路设置有第二衰减器、第一半波片、第二BS；
在l光路上沿光路设置有第三衰减器、第一PBS，经过第一PBS将水平方向偏振光分到l1光路，将竖直方向偏振光分到l2光路；在l2光路上设置有第二PBS，在l1光路上依次设置有第一反射镜和第二反射镜；l1光路上水平方向偏振光和l2光路上竖直方向偏振光第二PBS中等比例汇合，第二PBS输出的光经过第二半波片，然后和m光路上光在第二BS中进行等比例汇合，第二BS输出的光和透射r光路上的光在第二66:33分束器处汇合，第二66:33分束器的输出光依次经过d-1个BD和(d2+d-2)/2个半波片，产生d条光支路，从而制备d维可提纯纠缠态。


2.根据权利要求1所述的一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置，其特征在于，若制备d维可提纯纠缠态，d＝2，在透射r光路和B光路上均设置有第一BD，
在透射r光路上，第一BS输出的光经过第一BD，将光路分成0光支路和1光支路；0光支路上设置有第三半波片，1光支路上设置有第四半波片；
在B光路上，光经过第一BD，将光路分成0光支路和1光支路；0光支路上设置有第三半波片，1光支路上设置有第四半波片，从而得到二维可提纯纠缠态；
所述第三半波片和第四半波片用于统一极化信息。


3.根据权利要求1所述的一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置，其特征在于，若制备d维可提纯纠缠态，d≥3，在透射r光路和B光路上均设置有d-1个BD，经过d-1个BD后依次将光路分为2、3、……、d-1、d条光支路，所述光支路上均设置有一个半波片；
通过调整相邻d-1个BD之间光支路上半波片的角度，使极化态的注入不同的光支路；第d-1个BD输出d条光支路上设置的d个半波片，用于统一极化信息。


4.采用权利要求1-3任选一项所述的一种任意维度可提纯纠缠态的制备装置制备任意维度可提纯纠缠态的方法，其特征在于，包括：
(1)竖直方向的偏振光泵浦到非线性光学晶体上，发生参量下转换产生水平方向的偏振光和竖直方向的偏振光，并且产生的水平方向的偏振光和竖直方向的偏振光在A、B两条光路上纠缠，产生纠缠源
式(I)中，HB表示的是B光路上水平方向的偏振光，VB是B光路上竖直方向的偏振光，HA表示的是A光路上水平方向的偏振光，VA是A光路上竖直方向的偏振光，|HAVB>表示A光路上光子是水平方向偏振时，B光路上光子是竖直方向偏振的态右矢量；|VAHB>表示A光路上光子是竖直方向偏振时，B光路上光子是水平方向偏振的态右矢量；表示归一化系数；|·>表示态右矢量，用于描述光子状态；
(2)在A光路上，经过第一66:33分束器发生反射和透射，在透射r光路中制备极化态在反射t光路上，经过第一BS等比例分别透射到l1、l2光路和反射到m光路，在m光路中制备极化态在l1光路中制备态|HAVB>，在l2光路中制备态为|VAHB>，透射r路中制备态的密度矩阵Sr、m光路中制备态的密度矩阵Sm和l光路中制备态的密度矩阵Sl如式(II)、(III)、(IV)所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：逯鹤，房晓旭，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37