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量子通信中准单光子源的制备与光子路由控制研究

吴可嘉  
【摘要】:量子信息学是近20年发展起来的新型交叉学科,是量子理论、信息科学和计算机科学相结合的产物,量子通信是量子信息学中最先得到应用的技术。由于量子通信正在朝着实用化和网络化发展,本文着重研究量子通信网络中的关键技术,即准单光子源的产生与路由控制。 论文在项目组量子交换实验平台上,完成了基于网络模型的量子路由器的改进,准单光子源的制备和单光子路由方法。 首先,给出量子路由器的硬件架构,改进了其中的光开关控制电路,提高了设备的工作稳定性。 其次,完成了嵌入式linux操作系统的内核定制,文件系统的制作以及web控制页面,实现量子路由器的远程操控。 第三,设计并实现了准单光子源。根据脉冲合成原理,利用精密延时电路,高速逻辑电路,脉冲放大电路制备了信号宽度约500ps,信号幅度达1.5v,重复频率50MHz的电窄脉冲,由其直接驱动半导体激光器,经过衰减后产生准单光子源。 第四,搭建了网络实验平台。通过利用量子路由器对准单光子源的路由控制测试及实验,证明这种设计能够满足量子通信网络的路由需求。 最后,总结全文,并对光量子路由技术做出展望。


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