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量子光学系统仿真案例实战45例

共计 45 章节

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单模量子光场相干态仿真与光子数分布验证

在给定平均光子数下 · 用数值方法构造单模相干态在光子数基下… · 计算并绘制光子数概率分布

单模量子光场相干…光子数分布验证

压缩真空态正交分量方差仿真与压缩度标定

针对给定压缩参数 · 仿真压缩真空态在正交振幅与正交相位上… · 计算压缩度并与理论公式对比

压缩真空态正交分…压缩度标定

分束器对相干态与压缩态干涉的仿真实现

构建50:50分束器的幺正变换矩阵 · 分别输入相干态与压缩真空态 · 仿真输出端光子数分布与正交分量方差

分束器对相干态压缩态干涉的仿真…

马赫-曾德尔干涉仪中相位估计精度的仿真分析

搭建双模马赫-曾德尔干涉仪模型 · 输入相干态与压缩态 · 仿真相位扫描下的差分光电流及其噪声

马赫曾德尔干涉仪

零差探测平衡分束器输出噪声谱仿真

仿真平衡零差探测中信号光与本振光在5… · 改变本振相位观察正交分量噪声随相位的…

零差探测平衡分束…仿真平衡零差探测

光子数分辨探测统计仿真与死时间修正

对给定量子光场的光子数分布进行蒙特卡… · 模拟光子数分辨探测器的计数统计 · 并引入死时间模型修正计数率

光子数分辨探测统…死时间修正

单光子源二阶关联函数仿真与聚束判据

仿真脉冲单光子源在Hanbury B… · 计算二阶关联函数g2(0) · 验证反聚束条件并分析背景计数对判据的…

单光子源二阶关联…聚束判据

热光二阶关联函数仿真与聚束效应观察

用随机相位模型生成热光场 · 仿真HBT符合计数并计算g2(τ) · 观察聚束峰并与单光子源反聚束结果对比

热光二阶关联函数…聚束效应观察

自发参量下转换双光子态联合谱仿真

基于相位匹配条件仿真自发参量下转换产… · 改变晶体长度与泵浦带宽观察频率关联与…

自发参量下转换双…基于相位匹配条件…

双光子干涉Hong-Ou-Mandel凹陷仿真

仿真两个独立单光子源在分束器上的HO… · 计算干涉可见度并分析光子不可分辨性对…

Hong-Ou-Mand…双光子干涉

偏振纠缠光子对贝尔不等式违背仿真

构造偏振纠缠双光子态 · 仿真多组检偏器角度下的符合计数 · 计算CHSH参数S并验证S>2的贝尔…

偏振纠缠光子对贝…构造偏振纠缠双光…

连续变量EPR纠缠态协方差矩阵仿真与判据验证

仿真双模压缩真空态经分束器产生的EP… · 计算协方差矩阵 · 应用Duan判据与对数负度验证纠缠

EPR连续变量

量子隐形传态协议仿真与保真度评估

在连续变量框架下仿真EPR纠缠源 · 贝尔测量与位移操作的量子隐形传态流程 · 计算输出态与输入相干态的保真度

量子隐形传态协议…保真度评估

相位不敏感光参量放大器的增益与噪声仿真

仿真简并光参量放大器在不同泵浦强度下… · 验证相位不敏感放大特性 · 并分析泵浦耗尽对增益饱和的影响

相位不敏感光参量…噪声仿真

相位敏感光参量放大器的正交分量增益仿真

仿真相位敏感光参量放大器对正交振幅与… · 计算噪声系数 · 观察信号与泵浦相位关系对放大特性的调…

相位敏感光参量放…仿真相位敏感光参…

光学腔中单原子与腔模耦合的真空拉比分裂仿真

建立Jaynes-Cummings模… · 扫描原子频率观察透射谱真空拉比分裂 · 分析耦合强度与耗散对分裂可见度的影响

光学腔单原子

腔电动力学中光子阻塞效应仿真

仿真强耦合腔QED系统中二阶关联函数… · 观察光子阻塞导致的g2(0)从聚束到… · 确定阻塞区域参数范围

腔电动力学光子阻塞效应仿真

光学微腔克尔非线性双稳态仿真

仿真克尔非线性光学微腔在连续波驱动下… · 绘制双稳态曲线并分析跳变阈值与腔参数…

光学微腔克尔非线…仿真克尔非线性光…

四波混频产生压缩态的仿真与损耗影响

仿真光纤或原子系综中四波混频过程产生… · 计算压缩度随泵浦功率的变化 · 并引入传输损耗分析压缩退化规律

四波混频产生压缩…损耗影响

量子非破坏测量中正交分量测量精度仿真

仿真基于克尔效应的量子非破坏测量方案 · 计算探测噪声随测量强度的变化 · 验证超越散粒噪声极限的测量精度并分析…

量子非破坏测量正交分量测量精度…

量子光场Wigner函数重构仿真与态识别

对给定量子态仿真平衡零差探测的 qu… · 通过逆Radon变换重构Wigner… · 识别态类型并分析采样点数与噪声对重构…

Wigner量子光场

量子态层析中最大似然估计的仿真实现

仿真对单模量子态进行多组正交分量测量 · 实现最大似然估计重构密度矩阵 · 比较不同测量组数下重构保真度与计算耗…

量子态层析最大似然估计的仿…

光子数分辨探测层析重构光子数分布仿真

利用光子数分辨探测器对未知量子光场进… · 仿真基于模式函数拟合的光子数分布重构 · 分析探测效率与暗计数对重构偏差的影响

光子数分辨探测层…利用光子数分辨探…

量子光场非经典性判据仿真与比较

对同一组仿真量子态数据分别计算Man… · 二阶关联函数与Wigner函数负值判… · 比较各判据对非经典性的敏感度与适用条…

量子光场非经典性…比较

压缩态通过损耗信道后的非经典性退化仿真

仿真压缩真空态经过不同透射率损耗信道… · 计算非经典性判据随损耗的变化 · 确定非经典性消失的临界损耗

压缩态通过损耗信…仿真压缩真空态经…

量子光场在色散介质中传播的相位噪声仿真

仿真相干态在色散光纤中传播时由自相位… · 计算输出正交分量方差随入纤功率与长度… · 分析相位噪声对压缩探测的影响

量子光场色散介质

光学参量振荡器阈值附近噪声谱仿真

仿真简并光学参量振荡器在阈值以下的输… · 观察泵浦参数趋近阈值时噪声压缩与放大… · 分析腔逃逸效率对噪声谱的影响

光学参量振荡器阈…仿真简并光学参量…

锁腔技术中Pound-Drever-Hall信号仿真

仿真Pound-Drever-Hal… · 分析调制频率与相位对误差信号斜率及零… · 用于腔长锁定参数选择

Pound-Drever…锁腔技术

量子光场干涉中相位锁定误差的仿真评估

在马赫-曾德尔干涉仪仿真中引入相位锁… · 评估相位噪声对干涉可见度与相位估计不… · 给出锁定精度要求

量子光场干涉相位锁定误差的仿…

单光子探测效率对量子密钥分发成码率影响的仿真

仿真BB84量子密钥分发协议中单光子… · 暗计数与信道损耗对成码率与误码率的影… · 分析安全成码条件与参数优化方向

单光子探测效率对…BB84

诱骗态量子密钥分发参数优化仿真

仿真诱骗态BB84协议中信号态与诱骗… · 通过参数扫描确定给定信道损耗下的最优…

诱骗态量子密钥分…BB84

连续变量量子密钥分发中 excess noise 影响仿真

仿真连续变量量子密钥分发中信道 ex… · 计算安全密钥率随传输距离的变化并确定…

量子照明目标探测性能仿真与经典方案对比

仿真量子照明方案中纠缠光子对在强热噪… · 与相干态经典照明方案对比 · 分析纠缠度与损耗对探测优势的影响

量子照明目标探测…经典方案对比

压缩态注入干涉仪提高相位灵敏度仿真

仿真压缩真空态注入马赫-曾德尔干涉仪… · 与相干态注入结果对比 · 计算超越散粒噪声极限的灵敏度提升倍数…

压缩态注入干涉仪…仿真压缩真空态注…

非线性干涉仪中光子损耗对相位精度影响的仿真

仿真非线性干涉仪（如SU(1 · 干涉仪）在内部损耗下的相位估计精度 · 与线性干涉仪对比

非线性干涉仪光子损耗对相位精…

多光子纠缠态制备方案仿真与保真度分析

仿真基于自发参量下转换与线性光学网络… · 计算输出态保真度与成功概率 · 分析光子不可分辨性与探测效率的影响

多光子纠缠态制备…保真度分析

线性光学量子计算中双量子比特门仿真

仿真基于分束器与后选择实现的线性光学… · 验证双量子比特纠缠产生 · 分析后选择成功概率与门保真度随干涉稳…

线性光学量子计算双量子比特门仿真

玻色采样实验的经典模拟与验证

仿真小规模玻色采样线路中光子通过线性… · 与经典采样结果对比 · 验证多光子干涉对输出分布的影响

玻色采样实验的经…验证

量子光场在原子系综中存储与读取效率仿真

仿真基于电磁诱导透明的量子光场存储过… · 计算存储效率与读取保真度随控制光强度… · 分析存储时间对退相干的影响

量子光场原子系综

光机械系统中辐射压力冷却的仿真

仿真光机械腔中辐射压力对机械振子的冷… · 计算最终声子数随腔驱动功率与失谐的变… · 分析量子反作用极限对冷却的限制

光机械系统辐射压力冷却的仿…

量子光场频率梳的噪声特性仿真

仿真光学频率梳中相邻梳齿间相位噪声对… · 计算干涉谱信噪比随梳齿线宽的变化 · 用于高精度光谱参数选择

量子光场频率梳的…仿真光学频率梳

量子增强干涉测量中探测器饱和效应仿真

在压缩态注入干涉仪仿真中引入探测器饱… · 分析饱和阈值对相位灵敏度提升的制约 · 给出探测器动态范围的设计要求

量子增强干涉测量探测器饱

量子光场仿真中数值截断误差分析与维数选择

对压缩态与光子数态仿真 · 系统改变希尔伯特空间截断维数 · 分析光子数分布与正交分量方差的收敛性

量子光场仿真数值截断误差分析

量子光场仿真中采样噪声对重构精度影响的评估

在零差探测仿真中引入有限采样数与电子… · 评估Wigner函数重构与正交分量方… · 确定满足给定精度所需的采样次数

量子光场仿真采样噪声对重构精…

量子光场仿真代码的模块化设计与验证

将量子态制备 · 光学元件变换 · 探测与数据分析模块解耦实现

量子光场仿真代码…验证