QES-1 - система для обучения квантовой запутанности

QES-1 - система для изучения основ квантовой запутанности.
  • Два модуля: экспериментальный модуль и модуль подсчёта числа фотонов и совпадений.
  • Подготовка двухфотонных состояний в ходе процесса спонтанного параметрического рассеяния  (СПР).
  • Изучение нарушения неравенства Белла.
  • Детектирование одиночных фотонов.


Понятие квантовой запутанности занимает важное место в области исследований квантовой физики, а также является основой квантовых вычислений. Система QES-1 для обучения квантовой запутанности представляет собой обучающую установку, в которой реализуется подготовка двухфотонных квантово-запутанных по поляризации состояний. В качестве результата эксперимента можно доказать нарушение неравенства Белла с помощью модуля подсчета числа фотонов и совпадений.

Система использует эффект спонтанного параметрического рассеяния (СПР) в нелинейном кристалле BBO (бората бария) для подготовки двухфотонного поляризационно-запутанного состояния. С помощью этой системы вы сможете изучить основные принципы квантовой запутанности, методы подготовки и измерения запутанных состояний, а также основы построения эксперимента для изучения нарушения неравенства Белла. Эксперимент включает в себя детектирование запутанных фотонов и подсчёт числа совпадений, а также проектирование и юстировку сложного оптического пути.


Особенности:
  • Компактные размеры.
  • Высокая работоспособность и расширяемость.
  • Не требует полной темноты.
  • Кристалл BBO с эффектом водоотталкивания.


Схема экспериментальной установки:

QES схема.png
1 – Лазер на длину волны 405 нм.
2, 4, 7, 9, 13, 15 – Плоские зеркала, используемые для изменения направления распространения света. 2 и 4 покрыты пленкой с высокой отражающей способностью для 405 нм, а 7, 9, 13, 15 покрыты пленкой с высокой отражающей способностью для 810 нм.
3 – Плосковыпуклая линза с фокусным расстоянием 250 мм, которая используется для фокусировки светового пучка на кристалл BBO, повышая эффективности генерации пар фотонов.
6 – Полуволновая пластина.
5, 8, 14 – Кристаллы BBO, где 5 – Основной кристалл BBO, используется для генерации коррелированных пар фотонов в процессе спонтанного параметрического рассеяния.
10 и 16 – Поляризаторы.
11 и 17 – Узкополосные светофильтры (810 нм).
12 и 18 – Волоконные коллиматоры.

Параметр Значение Ед.измерения 
Длина волны накачки 405 ± 1 нм
Мощность источника излучения ≥ 50  мВт
Длина волны генерации 810 нм
Яркость одиночного фотона 5 × 104 Гц
Число совпадений > 1200 имп/с
Темновые отсчеты детектора < 500 имп/с
Эффективность детектирования  ≥ 65 (для 810 нм) %
H, V контрастность ≥ 15:1 -
+, - контрастность > 7:1 -
Значение неравенства Белла > 2,4 -
Возможности ПО Подсчет интервалов, сбор данных, подсчет числа совпадений, сохранение данных и др. -

Система помогает студентам понять основные концепции квантовой оптики и нелинейной оптики, а также развивает их практические экспериментальные навыки.

  • Изучение нарушения неравенства Белла.
  • Эксперимент по приготовлению квантово-запутанных состояний.
  • Детектирование одиночных фотонов.

Модель Описание
QES-1 Система для обучения квантовой запутанности.

Мой заказ