Введение
1 Квантовая теория викселов: генерация поляризационно сжатого света 17
1.1 Модель виксела 19
1.2 Основные уравнения лазерной генерации 21
1.3 Адиабатическое приближение 23
1.4 Полуклассические стационарные решения 24
1.5 Линеаризация основных уравнений около стационарных полуклассических решений 26
1.6 Решения для спектральных квадратур 28
1.7 Парные спектральные корреляционные функции для квадратур поля генерации 30
1.8 Квантовые поляризационные состояния света31
1.8.1 Квантовые параметры Стокса 31
1.8.2 Измерение классических параметров Стокса 35
1.8.3 Наблюдение спектра флуктуации квантовых параметров Стокса 36
1.8.4 Формальные соотношения между спектральными плотностями квантовых параметров Стокса и квадратурными компонентами 39
1.8.5 Поляризационное сжатие в викселе 41
1.9 Виксел с одинаковыми временами жизни уровней 46
2 Спектральные квантовые свойства излучения трехмодового параметрического генератора в надпороговом режиме 55
2.1 Физическая модель и основные уравнения 57
2.2 Стационарные решения для классической теории TROPO 59
2.3 Линеаризация основного уравнения по малым флуктуациям амплитуди фаз 61
2.4 Внутрирезонаторные спектральные плотности шумов 63
2.5 Корреляции для наблюдаемых полей снаружи резонатора 66
2.5.1 Ковариационная матрица 68
2.5.2 Степень чистоты для осциллятора в гауссовском состоянии. 70
2.5.3 Спектральная чистота квантового состояния поля 71
Оглавление З
2.5.4 Спектральная степень чистоты для надпороговой генерации TROPO с симметричной синхронизацией 73
3 Источники широкополосного сжатого света83
3.1 Теория вырожденного параметрического генератора света над порогом генерации 84
3.1.1 Физическая модель ВПГС.
Уравнения Гайзенберга-Ланжевена 84
3.1.2 Полуклассические стационарные решения 86
3.1.3 Флуктуации полей. Линеаризация уравнений Гайзенберга-Ланжевена 87
3.1.4 Спектральные плотности квадратурных компонент света на выходе ВПГС 89
3.1.5 Насколько близко возможно "подойти"к порогу? 92
3.2 Теория одномодового субпуассоновского лазера с захватом фазы . 93
3.2.1 Физическая модель и уравнения Гайзенберга-Ланжевена 95
3.2.2 Линеаризация уравнений относительно малых флуктуации. 100
3.2.3 Среднеквадратичные флуктуации квадратур поля внутри и снаружи резонатора 102
3.2.4 Захват фазы лазерного излучения 104
4 Пиксельный источник пространственно многомодового перепутан ного света 108
4.1 Прямое измерение квадратурных компонент поля в дальней зоне . 110
4.1.1 Схема с одиночным источником яркого когерентного света . 110
4.1.2 Схема с двумя когерентными источниками 115
4.2 ±детектирование в схеме с вырожденным параметрическим генератором света (ВПГС) или субпуассоновским лазером с захватом фазы . 117
4.3 ±детектирование с пиксельным источником: массив когерентных точечных источников 121
4.4 Прямое измерение с одним пиксельным источником 125
5 Плотное кодирование оптических изображений 130
5.1 Пространственно-многомодовый канал в схеме квантового плотного кодирования 132
5.1.1 Основы квантового плотного кодирования 132
5.1.2 Оптическая схема для квантового плотного кодирования изображений 134
5.1.3 Свойства пространственно-многомодового сжатого света 137
5.1.4 Плотности фототоков 139
5.2 Пропускная способность канала связи 139
5.2.1 Степени свободы в шумовом и сигнальном полях 139
5.2.2Взаимная информация Шеннона и пропускная способность про-странственно-многомодового канала плотного кодирования. 142
6 Широкополосное плотное кодирование и телепортация 150
6.1 Субпуассоновский лазер в схеме квантового плотного кодирования . 152
6.1.1 Критерий Дуана для перепутывания света в непрерывных переменных 152
6.1.2 Схема плотного кодирования 154
6.1.3 Отношение сигнал-шум в спектральном представлении 156
6.1.4 Взаимная информация Шеннона 158
6.2 Протокол квантовой телепортации с использованием лазерного излучения 161
6.2.1 Принципиальная схема 161
6.2.2 Спектральная верность протокола телепортации 163
6.3 Особенности использования ВПГС в схемах плотного кодирования и телепортации 166
7 Широкополосная и пространственно многомодовая квантовая память 174
7.1 Модель широкополосной квантовой памяти 177
7.1.1 Общие решения 186
7.1.2 Решения для процессов записи и считывания сигнала 190
7.2 Обсуждение: процесс записи 193
7.2.1 Оценка потерь в процессе записи 197
7.2.2 Применимость резонансного и рамановского приближений . 202
7.3 Обсуждение процесса считывания 204
7.3.1 Оценка числа сохраняемых мод 208
7.4 Сохранение сжатого света в ячейках памяти 210
7.4.1 Адиабатическая модель: описание в терминах неканонических амплитуд 213
7.4.2 Широкополосная квантовая память: решение для неканонической амплитуды поля 219
7.4.3 Способность широкополосной и адиабатической памяти к сохранению сжатия 220
7.5 Анализ собственных временных мод широкополосной и адиабатической квантовой памяти 225
7.5.1 Сравнение актуальных параметров для двух моделей памяти . 230
7.6 Эффективность и другие характеристики качества хранения информации 232
А Спектр сжатия изолированного импульса входного поля 24
Заключение 245
