低噪单光子频率转换研究及其在量子通信中的应用研究

项目名称： 低噪单光子频率转换研究及其在量子通信中的应用研究

项目编号： No.11274298

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张强

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目拟在实验上研究二阶非线性单光子频率转换过程中的噪声产生原因和谱强度分布等，研究如何提高频率转换的信噪比, 从而实现高效率、低噪声的光学频率转换，并将之应用于量子通讯， 我们将通过合频转换，将通讯波段的单光子上转换为可见光单光子，用硅单光子探测器探测，在此基础上实现高速度、远距离量子密码和量子通信。我们将通过差频转换，将基于卫星的量子通信所用可见光转换成为通讯波段光，从而形成全球量子通信网络。

中文关键词： 量子通信；量子密码；和频；差频；单光子探测器

英文摘要： This project will implement experimental research on the noise in second order nonlinear single-photon frequency conversion process. The project will figure out the noise's sources and spectral intensity distribution and, increase the process's signal noise ratio. Then the project will realize high efficiency and low noise optical frequecny conversion, which will be used in quantum communication. We will utilize the sum frequency generation to up-convert telecom band single photons into visible photons and then detect them by silicon single photon detectors. With this up conversion detector, we will achieve high-speed long-distance quantum cryptography and　communication. We will also utilize the differential frequency generation to convert the visible light in satelite based quantum communication into telecom band light to realize global quantum communication network.

英文关键词： quantum communication；quantum cryptography；sum frequency；differential frequency；single photon detector