基于冷原子系综的非经典关联光子源研究的任务书任务书1.研究背景量子信息技术的快速发展和深入应用，推动了非经典关联光子源的研究与应用。目前已经出现了很多关于非经典关联光子源的研究成果，然而，基于冷原子系综的非经典关联光子源在量子信息处理、量子计算、量子通信等领域仍有很大的应用前景。2.研究内容本研究围绕基于冷原子系综的非经典关联光子源展开，研究内容包括：（1）冷原子系综的制备和操作方法，研究冷原子系综性质和量子状态的控制方法。（2）研究冷原子系综与光场的相互作用方式，探索高光学压缩的冷原子系综制备方法。（3）使用冷原子系综产生非经典关联光子源，研究其量子特性和操控方法。（4）建立非经典关联光子源的理论模型，验证实验结果。3.研究目标（1）建立可以产生具有高度不可分辨性和数量可调节的非经典关联光子对的冷原子系综平台。（2）进一步提高非经典关联光子对产生的光子数量和产生的速率，实现高效的光子对产生。（3）探索非经典关联光子源的应用，包括基于非经典关联光子对的光量子计算和量子通信的探索。4.研究方法（1）应用实验室现有的冷原子实验平台，采用激光冷却、磁光陷阱等方法，制备冷原子系综并进行操作和控制。（2）利用非线性光学效应，将冷原子系综与光场相互作用，实现光子对的产生。（3）通过对实验数据的分析和对一系列理论模型的验证，深入探索非经典关联光子源的量子特性与操控方法。（4）通过理论模型预测光子对的产生速率与效率，并在实验中验证。5.预期成果（1）从理论上构建以冷原子系综为基础的非经典关联光子源的物理模型。（2）实现高效率、高数量和高度不可分辨性的非经典关联光子对产生。（3）在此基础上，离线实现量子隐形传态，实现1-Qb（1比特）非本地信息传输。（4）研究成果发表在权威的物理学杂志上。6.研究组织本研究由相关专业的博士生、硕士生和教师组成，负责实验、理论分析、计算模型设计及实验方案设计等工作。研究小组主要分为实验组和理论分析组两个部分，分别负责实验和理论分析等方面的研究工作。7.研究周期与经费本研究计划共计三年，总经费为200万元，其中包括设备采购、人员培训等费用。8.风险预警本研究存在的风险主要包括实验设备本身的故障导致实验无法继续，部分理论研究工作需要长期稳定的实验数据支撑，因此可能存在数据采集效率低的情况。针对这些风险，研究组将加强设备的维护和保养，对数据采集过程进行技术优化，以保证研究工作的正常开展和研究成果的取得。