与纠缠原子作用的二项式光场的量子信息保真度

应用全量子理论研究了初始处于纠缠态双原子与二项式光场共振相互作用的光场量子信息保真度.采用数值计算方法,讨论了原子纠缠度、二项式光场参量和相互作用时间对保真度的影响.结果表明:选取恰当的初始原子纠缠参量和初始二项式光场参量,以及控制好相互作用时间,可以获得光场的高保真输出.     

两纠缠原子与二项式光场相互作用过程中光场的量子特性

采用时间演化算符和数值计算方法, 研究了两全同二能级纠缠原子与二项式光场相互作用过程中光场的量子特性. 结果表明, 光场的二阶相干性质和压缩效应与两原子体系纠缠度和二项式光场参数相关联, 选择合适的系统参数, 光场涨落可以被完全压缩.     

在纠缠原子与热光场相互作用系统中光场的特性

采用时间演化算符和数值计算方法,研究了两全同二能级纠缠原子与热态光场相互作用过程中光场的量子特性,结果表明:两原子初始纠缠度和光场初始强度对光场的量子特性均有影响.对于适当的初始热光场强度,光场显现出了非经典特性.这种非经典特性随着初始热光场强度的增加而增强,但这种非经典特性并不总是随着原子初始纠缠度的增大而增强,而是呈现出一种复杂的关系.     

两纠缠原子与光场Raman相互作用系统光场的二阶相干特性

采用全量子理论和数值计算方法,研究了两纠缠原子与相干态光场Raman相互作用过程中系统光场的二阶相干特性及两原子初始纠缠度和系统耦合常数对光场二阶相干的影响。     

多光子T-C模型中二项式光场与两纠缠原子相互作用的原子纠缠演化

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cumming模型(T-C模型)中两纠缠原子与二项式光场的纠缠演化特性,讨论了不同初始状态下二项式光场系数、原子间的偶极-偶极相互作用对纠缠演化特性的影响.计算结果表明,二项式光场系数影响两原子间纠缠演化的周期性,在5nπ(n=0,1,2,…)以外的其他nπ值附近的值域内出现纠缠现象.随着光场系数η的增大,出现纠缠现象的时域范围逐渐增加,两原子间的退纠缠时间缩短,原子间的偶极-偶极相互作用可对纠缠度的振荡和纠缠度的大小产生影响.     

二项式光场与三个两能级原子相互作用系统的原子间纠缠

通过计算系统的共生纠缠度和平均纠缠度,研究了二项式态与初始时刻处于GHZ类态的3个两能级原子相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了二项式光场的最大光子数和系数参量对系统纠缠特性的影响.结果表明:光场处于数态和相干态时,两原子间的共生纠缠度和平均纠缠度的峰值较小,光场的最大光子数M一定时,光场系数对两原子间的纠缠有一定的破坏作用;光场系数η不变时,光场最大光子数M对系统中两原子间纠缠演化有显著的影响,随着光场最大光子数M的增大,共生纠缠度C(t)达到稳定高频振荡的时间越来越长,平均纠缠度呈现单调递增的趋势,而在光场最大光子数M30时,呈现平缓增长的趋势.     

二项式光场与V-型量子拍频三能级原子作用系统中光场的压缩效应

研究了二项式光场与V 型量子拍频三能级原子作用系统中光场的压缩特性及系统参数对光场压缩的影响 .数值计算表明 :当光场与三能级原子作用失谐量增大时 ,光场涨落呈现出周期性 ,平均值下移 ,压缩时间延长 ;选择合适的系统参数可使光场完全被压缩 ,产生完全压缩光 .     

Kerr介质对二项式光场和三能级原子场熵的影响

利用全量子理论研究了在二项式光场中介质和失谐量对级联三能级原子纠缠量的影响,结果显示:光场的强弱不同时,介质系数和失谐量对场熵的影响不同,在不同的光场中,选择合适的参数可得到稳定的纠缠态。     

多模光场与二能级原子N_j度简并N~∑光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响.数值计算结果表明:初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响.根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态.     

多模光场与二能级原子Nj度简并N^∑光子共振相互作用系统中场量了熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响。数值计算结果表明：初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响。根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态。     

利用3-Λ型五能级原子介质操控纠缠态

通过分析3-Λ型五能级原子系统的暗态极化子,讨论三模量子场与原子介质的信息转换过程以及三个信号场之间的信息转换过程.研究结果表明,利用3-Λ型五能级原子系统,可以存储三模量子态,从理论上解释了三模量子信息在介质中的"写入"和"读出"过程.另外利用3-Λ型五能级原子系统还可以操控某些纠缠态,如实现纠缠态的生成、存储、读出、转换等.     

Tavis-Cummings模型中的量子态平均保真度

运用全量子理论,研究了Tavis-Cummings模型中量子态平均保真度的演化特性,对原子和光场的初态以及两原子的关联程度对平均保真度的影响进行了研究.结果表明,原子、光场和系统的平均保真度依赖于初态时2个原子处在基态的几率以及光场处于真空态的几率;初态两原子在基态无关联,光场处于真空态,体系不失真.     

两纠缠原子与相干态光场相互作用过程中光场的动力学特性

文章采用数值计算方法研究了两全同二能级纠缠原子与相干光场相互作用过程中光场的动力学特性;结果表明,光场压缩与两原子纠缠度之间存在着很强的关联,在光场不太强,某一特定时刻,对于任一纠缠态下,光场可以完全被压缩。     

硅基低维结构的电子态和光学性质

Canham的文章发表以后，引起了世界范围的研究热潮，目的是实现硅基的集成光电子技术．其中一个主要的研究方向是多孔硅的发光机制．根据各自的实验结果提出了不同的模型：量子限制、表面态复合、硅氧烷及其衍生物、以及声子辅助跃迁等．同时开始了理论计算，方法包括：紧束缚、经验赝势、和基于局域密度泛函的第一原理方法等．大部分理论计算研究的是量子限制对多孔硅和纳米硅晶发光的效应．计算得到的辐射寿命比直接能隙GaAs中激子的长得多，说明量子限制不能完全解释多孔硅的高发光效率．提出了一个经验赝势的同质结模型来计算多孔硅和纳米硅晶的电子结构．多孔硅的波函数用一组体Si波函数展开，它们的波矢满足周期性边界条件．利用简并微扰论计算了S量子线、量子孔、量子阱层和棱柱晶粒的电子态和光跃迁几率(寿命)．用紧束缚集团模型研究了表面键饱和对Si纳米晶体发光的效应．取表面Si原子的悬键与吸附原子之间的相互作用能量Vs为不同的值，代表不同的吸附原子．发现当Vs的绝对值变小时，能隙减小，同时跃迁几率增加约2个数量级．     

压缩奇偶相干光场的量子特性

研究了压缩奇偶相干扰光场的压缩性质和相干性质，并运用数值方法讨论压缩参量和平均光子数的开方对光场量子特性的影响。     

单模真空场-耦合双原子系统的量子保真度演化

本文利用全量子理论,研究了单模真空场-耦合双原子系统的量子保真度演化特性。结果表明,原子与原子之间偶极相互作用的耦合系数、原子与光场之间的耦合系数以及初态时两个原子均处于基态的几率等因素影响着保真度的演化规律。当原子与原子之间偶极相互作用增大时,整个体系的保真度增大,并且演化曲线出现崩溃-回复特征;当原子和光场之间的耦合系数增大时,整个体系的保真度减小,并且演化曲线的周期明显变小;当初态两原子均处在基态的概率增大时,整个体系的保真度增大。     

Measurement-induced entanglement for excitation stored in remote atomic ensembles

A critical requirement for diverse applications in quantum information science is the capability to disseminate quantum resources over complex quantum networks. For example, the coherent distribution of entangled quantum states together with quantum memory (for storing the states) can enable scalable architectures for quantum computation, communication and metrology. Here we report observations of entanglement between two atomic ensembles located in distinct, spatially separated set-ups. Quantum interference in the detection of a photon emitted by one of the samples projects the otherwise independent ensembles into an entangled state with one joint excitation stored remotely in 10(5) atoms at each site. After a programmable delay, we confirm entanglement by mapping the state of the atoms to optical fields and measuring mutual coherences and photon statistics for these fields. We thereby determine a quantitative lower bound for the entanglement of the joint state of the ensembles. Our observations represent significant progress in the ability to distribute and store entangled quantum states.