何广强-人力资源办公室-上海交通大学

上海交通大学晨星青年学者奖励计划SMC-晨星优秀青年教师（2011年度）A类计划B类计划申 请 书 申 请 人： 何广强 专业技术职务： 讲师 推荐单位： 电子信息与电气工程学院 联系电话： , 申 请 日 期： 2011.11.7 上海交通大学人力资源处制填写说明一、填写本表前，请认真阅读通知，填写要求严肃认真、实事求是、内容翔实、文字精炼。二、“专业技术职务”指受聘的专业技术工作岗位，如教授、副教授、研究员、副研究员等。三、本表第一至八项由申请人填写，第九项由推荐单位负责填写，第十项由学校填写。三、除特别说明外，本表各栏不够填写时，可自行加页，不得随意改变表式。四、申请书页面用A4纸，正反打印。申请人承诺本人承诺本申请书中所填内容真实。本人明白如果故意虚报或隐瞒事实，将承担因此产生的一切后果。若本人申请A类计划未获通过， （同意/不同意）申请B类计划。本人知道若获得B类计划支持后在执行期内不能再次申请。（注:A类和B类条件都符合者填写。同时，因A、B类计划科研经费不同，若同意，本人需要另附B类计划经费预算表。）申请人签名：_一、基本信息姓 名何广强性别男出生年月1977.8工号10004专业技术职务讲师最终学位博士授予单位上海交通大学从事专业量子密码通信、量子信息处理手 机传真电子邮箱个人简历（自大学填起）1. 2010.6至今上海交通大学 电子工程系 讲师2. 2009.52010.5 美国University of Rochester 访问学者 Department of Physics and Astronomy The Institute of Optics Supervisor: Prof. J. H. Eberly （美国光学学会前主席）3. 2006.42009.4 上海交通大学 电子工程系 讲师4. 2003.32006.3 上海交通大学 电子工程系 博士5. 2002.72003.3 华中科技大学 激光技术国家重点实验室 助理研究员6. 1999.92002.7 华中科技大学 激光技术国家重点实验室 硕士7. 1995.91999.7 山东大学 本科主要学术兼职1. 国际学术期刊 Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics审稿人2. 美国物理学会期刊 International Journal of Theoretical Physics审稿人3. 上海密码学会会员4. 中国密码学会会员荣誉及奖励1. 获得2006年第十二届全国量子光学大会优秀论文三等奖（江西南昌）；2. 获得2005年上海应用材料研究与发展基金奖学金（上海交通大学）；3. 获得2005年上海高校学生创造发明“三枪杯”奖（上海交通大学）；4. 获得2004年“3M创意奖学金”一等奖（上海交通大学）曾获各类人才资助计划1. 2006年度上海交通大学青年教师校内科研启动基金二、近五年内主要学术成就简介（800字）目前我的研究方向主要集中在连续变量量子密码通信、量子信息处理与量子计算方面的理论与实验研究。本人在多年的学术研究中，作为项目负责人主持国家高技术研究发展计划（863计划）1项、国家自然科学基金青年基金项；共发表录用论文30篇，被SCI收录24篇（其中第一作者或通讯作者17篇），被SCI引用57次，其中SCI他引36次；获得授权国家发明专利2项，获奖4项。、在国内首次研制成功一套连续变量量子密码通信样机演示系统，安全密钥传输速率为10kbps，传输距离为27km，关键元器件Homodyne检测器的量子检测效率达到52.6%，相关技术指标与国外研究小组处于同一水平。利用该系统进行了语音以及数据安全传输演示实验，并开发出一套量子保密电话系统。该系统于2010年11月14日顺利通过了由国家密码管理局组织的成果鉴定会，中科院蔡吉人院士和密码管理局冯登国副局长对该项目给予很高评价，鉴定结果为“优秀”。基于前期量子密码样机演示系统的良好性能，目前已经获得国家高技术研究发展计划（863计划）项目资助，以加快该系统的实用化进程。2、开发了一套可光纤集成的基于相干态偏振调制的量子加密系统。该成果先后荣获了2004年度“3M创意奖学金”一等奖、2005年度上海高校学生创造发明“三枪杯”奖以及2005年度上海应用材料奖学金等奖项，上海新闻晚报给予了报道，并受邀参加了由上海市科技成果促进会组织的发明展览，获得好评。在研发过程中，申请了两项国家发明专利，均已获得授权。、首次设计了任意多模连续变量GHZ纠缠态的隐形传态方案（Jour. Phys. B: Ato, Mole. and Opt Phys. 41, （2008），审稿人认为本文在国际上首次得到了多模GHZ纠缠态的Teleportation的解析表达式，该论文被物理类顶级期刊Physcial Review Letters引用。另外，我们提出了基于连续变量GHZ纠缠态的可控隐形传态方案（Jour. Phys. B 41.（2008），该论文对量子网络中的多方可控通信进行了深入探索。、设计了一种基于连续变量量子纠缠态的量子直接通信方案（Phys. Rev. A, 73,（2006）。该成果发表后，立刻引起国际同行的兴趣，已被国内外同行引用13次，他引次，包括量子光学权威Zubairy的研究小组。该工作因其学术价值获得第十二届全国量子光学会议优秀研究论文三等奖。并已经定量分析外界环境对量子通信系统性能的影响（Phys. Rev. A 84, (2011) and Phys. Rev. A 84, （2011）。、设计了基于连续变量Graph纠缠态的量子通信网络通用模型（Phys. Rev. A 78, (2008)），该模型得到审稿人的较高评价，认为我们首次推导出了采用连续变量Graph纠缠态实现量子通信网络的充分条件，为连续变量量子计算、量子克隆以及量子广播等其他量子信息处理问题提供了基本研究方法。推导出两个连续变量稳定子态在本地Clofford操作下的等价性充要条件（Phys. Rev. A 80, (2009)），为研究基于图态的量子计算提供了一种重要的理论工具。2010年6月7日并受邀参加第2届纠缠和量子控制国际学术会议并做特邀报告。综上所述，本人在理论协议设计分析以及样机系统研制等方面所取得的学术成果充分展示了我具有扎实的学术基础和突出的创新能力，并具备成为优秀学术带头人的发展潜力。三、近五年内主持的国家级（省部级）科研项目（一般限5项）项目号项 目 名 称项目来源经费(万元)起止年月排名XXXXXXXXXXXXXXXXXXX国家高技术研究发展计划（军口863计划） 602011.7-2012.6基于光纤级联四波混频效应的频率梳型多组份纠缠源理论研究国家自然科学基金项目252012.1.1-2014.12.311四、近五年内重要论著及被引用情况（一般限5篇、部，哲学社会科学论文仅填学校规定的SSCI、A&HCI、CSSCI中A、B类学术期刊论文）论文、专著名称年份学术期刊或出版社名称（影响因子）卷（期）页排名引用或转载次数Continuous variable quantum teleportation under Bosonic structured environments2011Physical Review A (SCI影响因子2.861)8410Quantum secure communication using continuous variable EPR correlations2006Physical Review A (SCI影响因子2.861)73113Comment on Teleportation of two-mode squeezed states2011Physical Review A (SCI影响因子2.861)8410Teleportation of Continuous Variable Multimode Greeberger-Horne-Zeilinger Entangled States2008Journal of Physics B(SCI影响因子1.902)4112被国际权威期刊Physical Review Letters(IF7.622)引用Universal teleportation via continuous-variable graph states2008Physical Review A (SCI影响因子2.861)782（本人为通讯作者，第一作者为本人指导的PRP本科生）2Equivalence of continuous variable stabilizer states under local Clifford operations2009Physical Review A (SCI影响因子2.861)802（本人为通讯作者，第一作者为本人指导的PRP本科生）2自然科学领域B类计划：5篇论文平均影响因子： 2.701 ；本学科平均影响因子的1.5倍：1.506 。五、授权发明专利及转让情况（一般限5项）专利名称授权专利号年份授权国家或地区排名经济效益（万元）元）基于偏振调制的量子身份认证系统ZL1.72008中国基于相位调制的量子身份认证系统ZL2.12007中国1六、获奖或应用成果（限填学术性奖励）（一般限3项）项目名称奖项（名称及等级）授予单位或应用部门获奖或应用时间排名七、拟开展的主要研究内容、关键问题及预期成果1、研究目标本项目将达到如下目标：(1) 建立一个基于光纤级联四波混频效应的频率梳型多组份纠缠源理论模型，为实现基于光纤通信网络的长距离量子通信提供一种高性能的纠缠源。(2)明晰频率梳型纠缠源在光纤环境中的演化规律，为构建基于密集波分复用光纤通信系统的量子通信提供参考。2、研究内容本项目主要研究基于光纤级联四波混频效应的频率梳型多组份纠缠源理论及相关问题，从理论上探索制备可实现连续变量量子网络通信的多组份纠缠源的有效方法。主要涉及建立量子化光纤级联四波混频偏微分方程组、通过求解矢量化的光纤级联四波混频偏微分方程组明晰各频率成分算符演化关系、设计偏微分方程组高效算法数值求解相应算符演化。下面分别介绍如下：1） 建立量子化非线性薛定谔方程和量子化级联四波混频偏微分方程组本项目主要研究内容之一为建立量子化光纤非线性薛定谔方程和量子化光纤级联四波混频效应的偏微分方程。光纤非线性薛定谔方程是决定光信号在光纤中传输的方程，定量描述了各阶色散、光纤非线性、受激拉曼散射以及受激布里渊散射对光信号传输的影响。目前经典光信号在光纤中的传输已经有了比较成熟的结论，但量子光信号在光纤中传输规律以及级联的量子四波混频效应目前还没有完善的理论模型。本项目的首要研究内容是建立完善的量子化级联四波混频方程组。因为多泵浦信号、多阶级联四波混频效应非常复杂，很难把复杂情况下的级联四波混频效应研究清楚，类比非线性光学首先研究二阶和三阶非线性光学效应，为澄清光纤中级联四波混频的物理概念，本项目首先研究下面两种简单情况，然后把所得结论直接推广到其他复杂情况。单泵浦光二阶级联四波混频效应：当泵浦光1的频率等于泵浦光2的频率，并且二者具有相同的偏振方向时（可以认为是单泵浦光），四波混频效应将生成一阶信号光1和一阶闲置光1，新产生的一阶信号光1和一阶闲置光1和原来泵浦光1和2作为二阶四波混频效应的泵浦光，相互组合，会生成更多新的二阶信号光和二阶闲置光，形成频率梳。多泵浦光一阶四波混频效应：如果输入频率两两不同的多个泵浦光，一阶四波混频效应会产生许多新的频率成分，形成频率梳。2） 研究通过级联四波混频过程产生的各频率成分的偏振演化由于级联四波混频效应产生了多频率成分的信号光和闲置光，当这些频率成分的信号光和闲置光在光纤中传输时，它们的偏振态的演化与泵浦光的偏振态、光纤中的自相位调制以及交叉相位调制之间存在着一定的关系，可以通过演示每个频率成分的偏振态在邦加球上随时间的运动轨迹，动态地演示偏振态的相应变化。本项目的另一个研究内容即为研究各个频率成分的偏振态随时间的演化关系。通过研究各个频率成分的斯托克斯矢量的量子信号涨落，探索各个频率成分间的偏振纠缠关系。与研究内容(1)结合，探索不同频率成分之间正则振幅和正则相位纠缠性以及偏振间的量子纠缠性，得到多个物理自由度的同时纠缠关系，即得到不同频率成分之间的超纠缠频率梳，从而提高基于这种纠缠源的量子信息处理的性能。3） 编制数值计算程序 因为多阶级联四波混频过程涉及到太多的频率项，所以通过量子化四波混频方程组解析地求解四波混频中各频率成分的演化与相关参数间的依赖关系是非常困难的、在很多情况下甚至是不可能的。通过编制Matlab计算程序，采用数值方法求解量子化级联光纤四波混频偏微分方程组，可以定量地演示各个频率成分对应的光场算符随泵浦光信号参数以及光纤参数的演化关系，进而演示新生成的频率成分的正则振幅和正则相位随时间的演化以及光场斯托克斯矢量随时间的演化关系，通过连续变量三组份及多组份纠缠判据判断各个频率成分的正则振幅和相位间纠缠性以及偏振间的纠缠性。通过适当地调整泵浦光的参数，使新生成的频率成分间的纠缠性达到最大。3、拟解决的关键科学问题（技术关键）本研究拟解决的关键问题是量子化光纤级联四波混频偏微分方程组的建立与求解。目前已有的量子化光纤非线性薛定谔方程仅涉及自相位调制因素，并未考虑交叉相位调制，更没有涉及四波混频项的影响。基于光纤级联四波混频效应的频率梳多组份纠缠源主要拟解决以下两方面的关键技术：1) 建立量子化非线性薛定谔方程，并建立级联四波混频偏微分方程组；建立全量子化的光纤非线性薛定谔方程是要解决的关键问题之一，目前已经明晰自相位调制效应对光信号传输性能的影响，但如何建立色散、交叉相位调制、受激拉曼散射以及受激布里渊散射等因素对量子光信号传输影响的全量子化方程则需要耐心仔细的理论分析。建立级联四波混频偏微分方程组是解决频率梳纠缠源问题的技术关键，也是本申请项目需要解决的最关键科学问题。从全量子化非线性薛定谔方程出发，推导各个频率成分所对应三阶非线性极化率，然后做适当变换即可建立级联四波混频偏微分方程组，理论上可以通过求解该方程组确定各个频率成分的量子光信号算符随着泵浦光的物理参数以及光纤的各种物理参数的演化过程。2) 设计高效的数值计算方法快速求解级联四波混频偏微分方程组。设计高效的数