陕西省教育厅专项科研计划项目申请书
一、 简 表 研究项目 名称 研究 类别 所属 学科 申请
金额 3．69万元 起 止 年 月
2008年 01 月 至2008 年 12 月 所属省级重点实验室名称
所属专职研究 机构名称 项目负责人 姓名
李英
性别 男
出生年月 1965年9月
学位 学士 最后学位 获得时间 1989年7月专 业 讲师 定职时间 2008年12月 主 要研究方向 量子光学与量子信息 联系电话 0914-2387913 所在系所 总人数 高级 中级 初级 博士后 博士生 硕士生 参 加 单位数 7 6 1
是否硕导、博导否
项目组主要成员 姓 名 年龄
专业技术职务 学位 所在单位 在项目中 的分工 本人签字 刘宝盈 学士 杨志勇 40
博士（后） 陈永庄 学士
许定国 学士 张继良 学士 高荣发 学士 - 1 -
研 究内 容 摘 要
1.从理论上分析量子光场的非经典性与其量子远程传送的保真度的一般关系； 2.研究不同量子光场非典性对其量子远程传送的影响； 3.找到最适合作量子远程传送的量子光场的量子态,并通过实验研究用连续变量的方法传送非经典态的量子光场。 预 期研 究 成 果(名称及数量)* 年度进展安排 (每项不超过60字) 2008年 2008年 2008年
所属学科 Q 数理 编号
量子光场的非经典性对其量子远程传送的影响
二、立项依据
[1-10 ]。由于看到量子态的远程传送在未来的量子通讯，量子计算机的研制、军事、经济等领域的应用前景，各国在这个研究方向上投入了大量的资金和人力。我国去年的973项目立项中以山西大学光电研究所连续变量量子态的远程传送和中国科技大学的分离变量量子态的远程传送为龙头，在量子态的远程传送这个研究方向上也投入了相当的资金进行理论和实验研究，以占领世界科技发展的制高点。
[ 3,5.17,18 ]，但是在理论上仍然有量子态在传送过程中保真度只要达到1/2已经就是量子的远程传送，还是要求保真度达一定要达到2/3才算是量子的远程传送的争论[19]，目前量子态的远程传送实验还没有保真度达到2/3的实验结果报道，并且一般实验都集中在相干态的量子光场的远程传送上面。
[20-25]。量子态的非经典性这个概念是本世纪由M.Hillery等人从理论上提出[ 27-30]，是为了反映了不同量子态相区别的性质，从另一个角度它也反映了量子光学中非经典态和经典态相比较时的量子特性，也反映量子态固有的性质。这个方面的工作一直有人在探索[26-30]。 et.al Phys. Rev. Lett. ,80:1121(2008)
et.al. Phys. Rev. Lett. , 2008,76(15):2818~2821. 三、研究方向
主要研究内容及技术指标
（1）量子态的非经典性与保真度之间的一般关系，从理论概念上使得量子态的非经典性和保真度直接联系在一起；
（2） 讨论不同的量子态的非经典性对其在量子远程传送过程中的保真度的影响，找到最合适作量子远程传送的非经典态，为进一步实验提供理论依据。 （3） 实验上实现非经典态量子光场的量子远程传送实验。 2． 研究方法、技术路线 技术路线：
（1）应用M.Hillery、C.T. lee、Ludwig Kn?ll等人提出的量子态的非经典性、量子态的非经典性的量度、量子态之间的距离等表征量子态的非经典性的概念，找到量子态的非经典性与保真度的一般关系； （2）应用（1）中方法分析量子光场的非经典性对其在量子远程传送过程中的保真度的影响，找到最适合分析与量子远程传送的量子态；
（3）应用光学参量下转换、微腔QED等方法实现非经典量子光场的制备； （4）用双模压缩真空态作量子远程传送的EPR源。
（5）应用连续变量（或分离变量）的方法实现非经典量子态的量子远程传送；
3．技术关键及解决途径
（1）从理论上得到量子态的非经典性与保真度的一般关系。我们采用独立完成和与数学专家合作的方式由数学理论出发推倒出量子态的非经典性与保真度的一般形式。
（2）非经典态的量子光场的制备。运用技术上比较成熟的光学参量下转换的方法实现各种压缩态光场的制备；利用国内正在进行的微腔QED实验及其装置实现其他非经典量子态的制备。
（3）EPR源的纠缠度。尽最大能力提高双模压缩真空态的压缩度来提高EPR源的纠缠度。 （4）实验过程中各项参量的探测效率。使用国内国家实验室已经配备的国际上先进的探测仪器和设备进行光场探测，从实验理论上改进探测方法来提高整个实验过程中各项参量的探测效率。 4．创新之处
(2) 研究量子光场的非经典性对其在量子远程传送过程中的影响； (3) 利用微腔QED装置实现非经典量子态的制备实验。
四、应用前景和预期经济、社会效益分析
量子通信中，量子态具有较大的信息存储能力，用量子态作为信息的载体，通过传送量子态达到量子信息的大容量，宽频道将会对量子信息处理、量子计算机的研制等领域的发展起到巨大的推动作用。非经典量子态已经被证明具有一些奇妙的量子特性，实现传送这类量子态将推动量子保密通讯、量子信息控制等方面学科和技术的发展速度和进程，使用量子力学来描述微观领域更加完善。
五、经费预算
支 出 科 目 金 额 （万元） 计 算 根 据 及 理 由 合 计 3．69
2.能源材料费
3.实验外协费
1.50
支付在本所以外的实验室 4.资料印刷费
0.24
支付科技文章复印、下载费用，每年0.12万元 5.租赁费
6.差旅、会议费
0.50
用于国内调研、参加相关学术会议 7.鉴定验收费
0.50
邀请国内专家作指导，及结题验收 8.管理费 0.15
9.其它费用
0.80
支付发表学术论文版面费
注：预算支出科目按下列顺序填写：1.设备购置费2.能源材料费3.实验外协费 4.资料印刷费 5.租赁费 6.差旅、会议费 7.鉴定验收费 8.管理费 9.其它费用。
六、研究基础 1、说明项目组近三年已取得的与本项目有关的研究成果（应说明成果形式、名称、形成〈发表、出版〉时间及刊物〈出版单位〉等）
2、已具备的实验条件与仪器设备状况，尚不具备的实验条件及解决途径。 N次方Y压缩，光子学报. 2008,31(4):412~420 N次方Y压缩光子学报. 2008,30(8):921~929 m+1次方Y压缩光子学报. 2008, 31(7):782~796
N次方Y压缩光子学报. 2008, 31(4):398~401 N次方Y压缩，光子学报. 2008,30(2):132~141 N次方Y压缩，光子学报. 2008,30(5):533~538
N次方Y压缩，光子学报. 2008,30(5):533~538
N次方H压缩效应，新世纪青年科学家论坛. 西北大学出版社：10２~1０９ N次方Y压缩，新世纪青年科学家论坛. 西北大学出版社：.86 ~101 e(4)>q中广义电场分量的N次方H压缩，光子学报. 2008,31(8):929~933 1(3)>q中广义磁场分量的N次方H压缩，光子学报. 2008,31(9):1041~1046 N次方Y压缩，光子学报. 2008,30(6):641~650 N次方H压缩，光子学报. 2008,31(7):769~779
N-Y与等阶N-Ｈ最小测不准态，光子学报. 2008,29(9):780~786 N-Y与等阶N-Ｈ高阶压缩特性,光子学报. 2008,29(9):975~981 N次方Y压缩与等阶N次方Ｈ压缩,光子学报. 2008,29(9):876~884 N次方Y压缩，新世纪青年科学家论坛. 西北大学出版社：110~115
尚不具备的实验条件主要是非经典量子态的置备，我们可以通过山西大学量子光学和光量子器件国家重点实验室，山西大学光电研究所正在进行的微腔QED实验装置来实现不同非经典量子态的制备。
3、项目组近三年承担项目的情况
（包括项目名称、编号、任务来源、起止年月等情况） 项目组近三年参与并承担科研项目：