利用腔QED实现非常规几何量子相位门

提出一个基于压缩算符的非常规几何量子相位门的方案.在腔QED系统中,在强共振经典场驱动下,利用两个三能级原子与腔模的双光子相互作用,研究了两量子比特非常规几何量子相位门,发现它与腔模占有数有关,当腔模初始时处于真空态,这个方案对腔模衰变不敏感.     

耗散原子-腔场复合系统中线性熵的演化特性

应用全量子理论研究了两个纠缠的耗散腔场与穿过其中一个腔场的二能级Rydberg原予相互作用过程中原子的线性熵、两个腔场的线性熵及原子-腔场复合系统的线性熵的演化特性.通过数值计算,讨论了共振情况下耗散常数和原子-光场相互作用耦合强度对原子的线性熵、两个腔场的线性熵及原子-腔场复合系统的线性熵演化特性的影响.结果表明:原子的线性熵、两个腔场的线性熵、原子-腔场复合系统的线性熵的演化都较强地依赖于原子-光场相互作用耦合强度和耗散常数.耗散常数和原子-光场相互作用强度不仅影响量子场熵演化的振荡性,而且影响线性场熵演化的周期性.     

利用超导量子干涉仪制备N比特团簇态（英文）

利用两个超导量子干涉仪与腔场的相互作用,提出一种实现标准两比特量子相位门的方案。利用构造的两比特相位门,还提出了一种制备N比特团簇态的方案。在此方案中,量子信息被编码在两个超导量子干涉仪的相对稳定的基态上。在两个超导量子干涉仪与单模腔场的相互作用过程中,由于超导量子干涉比特的激发态被绝热地消去,激发态所引起的消相干得到了有效的抑制。此外,还讨论方案的实验可行性。     

利用无消相干子空间实现原子间的二位逻辑门

提出了一种在大失谐光学腔中实现两个原子间二位逻辑门操作的方案.通过受激拉曼作用使量子态在系统的无消相干子空间中演化,恰当选择原子与腔场的相互作用时间,从而实现受控非门和条件相位门操作.该方案不受原子自发辐射和腔场衰减的影响,在实验上更具可行性.     

多原子测量和腔中真空单光子组合态的隐形传递

提出了一个隐形传送多量子位真空和单光子叠加纠缠腔场态的方案,通过原子与腔场发生非共振与共振相互作用以及控制原子与腔场相互作用的时间实现非破坏测量和交换信息,发现了通过测量原子的状态识别4个Bell腔场态的方法.     

基于腔QED中实现多种量子克隆

在腔QED中,基于原子与腔场的相互作用,提出了一个通过控制原子与场相互作用的时间实现多种量子克隆的方案.例如,对于任意的输入量子态,可以实现普适的最优量子克隆;对于赤道输入量子态,通过参数调控,可以实现非对称性的1→2相位协变克隆和最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆.在整个克隆过程中,由于原子与大失谐模式的腔场相互作用,所以该方案不受腔损和热场的影响.     

Bernstein-Vazirani算法的腔QED实现

基于阶梯形三能级原子与经典和量子腔场之间的共振相互作用,提出了一个在腔量子电动力学系统中实现Bernstein-Vazirani算法的方案.     

利用V型三能级原子传送N-qubit未知原子态

实现量子态的隐形传送,尤其是多比特的量子态的隐形传送在量子信息领域中具有非常重要的作用.利用全量子理论,对简并V型三能级原子与单模相干态的相反态腔场之间的Raman相互作用进行了详细研究.在此基础上,提出了利用简并V型三能级原子与腔场之间的Raman相互作用来隐形传送N-qubit未知原子态的新方案.     

三能级原子与双模动腔系统的稳态求解

在原子与双模动腔共同存在的量子系统中,原子、腔场以及移动的镜子之间都会发生相互作用.考虑了一个三能级原子与双模动腔所组成的光机械系统,应用量子朗之万方程,讨论了由V型三能级原子束与双模动腔组成的系统中稳态解的求解方法.由所求的结果可看出,原子介质的存在能影响光子的有效衰减率以及腔场和两个镜子之间的辐射压.     

一个传送量子信息的腔QED方案

提出了一个传送两原子直积态所包含的量子信息的腔QED方案.这个方案基于原子和腔场的大失谐相互作用,原子和腔场之间不需要传送量子信息,因而该方案对腔场态和腔衰减均不敏感.这个方案不需要贝尔态测量,并且传送成功的概率为1.同时,这个方案可以推广到传送n个原子的直积态.     

相互作用原子BEC诱导的双模光场压缩特性

考虑原子间的相互作用，给出了旋波近似下双模光场与Ⅴ型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）相互作用系统的哈密顿量，求解了系统的动力学方程，研究了原子间的相互作用对光场正交压缩特性的影响.结果表明：原子间的相互作用缩短了光场正交分量的涨落随时间变化的周期.     

双模压缩真空态光场作用下耦合双原子的Wigner-Yanase偏态信息

研究了与双模压缩真空态光场作用过程中耦合双原子的Wigner-Yanase偏态信息．结果表明,当光场压缩因子较小时,光场与原子间相互作用和原子间偶极-偶极相互作用共同决定了原子的总Wigner-Yanase偏态信息演化的周期;增强原子间偶极-偶极相互作用,可以抵抗原子的总Wigner-Yanase偏态信息的丢失;光场压缩因子对原子的总Wigner-Yanase偏态信息的丢失起着重要的作用,当光场压缩因子较大时,原子的总Wigner-Yanase偏态信息会完全丢失     

Size-reduction of Rydberg collective excited states in cold atomic system

The collective effect of large amounts of atoms exhibit an enhanced interaction between light and atoms. This holds great interest in quantum optics, and quantum information. When a collective excited state of a group of atoms during Rabi oscillation is varying, the oscillation exhibits rich dynamics. Here, we experimentally observe a size-reduction effect of the Rydberg collective state during Rabi oscillation in cold atomic dilute gases. The Rydberg collective state was first created by the Rydberg quantum memory, and we observed a decreased oscillation frequency effect by measuring the time traces of the retrieved light field amplitude, which exhibited chirped characteristics. This is caused by the simultaneous decay to the overall ground state and the overall loss of atoms. The observed oscillations are dependent on the effective Rabi frequency and detuning of the coupling laser, and the dephasing from inhomogeneous broadening. The reported results show the potential prospects of studying the dynamics of the collective effect of a large amount of atoms and manipulating a single-photon wave-packet based on the interaction between light and Rydberg atoms.     

压缩真空场与V-型三能级原子作用过程中光场的压缩效应

研究了V-型量子拍频三能级原子与单模压缩真空场作用过程中系统的动力学行为,运用数值方法讨论了系统参数对系统光场压缩特性的影响。研究表明:单模压缩真空场的初始压缩因子和V-型三能级原子的相对失谐量的大小对系统光场的压缩特性有很大的影响,通过选择合适的系统参数,光场可以被完全压缩。     

纠缠态原子与双模压缩态光场相互作用中的纠缠特性

对于处于纠缠态的2个原子与双模压缩光场的相互作用,研究了原子与光场之间以及双模光场中2模之间的纠缠性质.令2个原子中的一个留在腔外,另一个进入腔中与光场发生相互作用,发现一般情况下纠缠度随时间周期性地变化,并且周期不受腔外原子的旋转角度以及纠缠态中相位差的影响;但当光场态中的压缩参量与腔外原子的旋转角度满足一定关系时,原子与光场会一直处于解纠缠状态.     

Raman型原子激光制备过程中光场的压缩特性

研究了Raman型原子激光制备过程中探测光场的压缩特性．这种原子激光是利用钠原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）与一束较弱的压缩相干态探测光和一束较强的经典泵浦光Raman跃迁相互作用制备得到的研究结果表明,压缩相干态探测光在原子激光制备过程中呈现周期性压缩,其压缩周期与原子阱中的平均原子数、光场与原子BEC相互作用强度及光场的失谐量等因素有关,压缩深度决定于探测光场的初始压缩因子．     

非简并双光子Jaynes-Commings模型中纠缠度对光场的影响

研究两纠缠原子之一在光腔中与两个非简并双光子的相互作用,通过针对性选择测量,使得系统场被约化为不同的态矢,得到纠缠交换的目的;分析原子的纠缠度对约化后光场性质的影响,结果表明纠缠度强烈影响光场的平均光子数分布和二阶量子相干性.     

依赖强度耦合双光子T-C模型原子布居数的时间演化

研究了依赖强度耦合压缩真空场与耦合双原子双光子跃迁相互作用系统原子布居数的时间演化规律,讨论了光场的初始压缩因子、原子间相互作用和原子的初态对原子布居数时间演化的影响。结果表明：当原子间相互作用较弱时,原子布居的时间演化曲线呈现周期性的崩塌-回复现象,随着原子间相互作用的加强,崩塌-回复周期变短,以至消失,原子布居时间演化曲线的振荡幅度随光场初始压缩因子的增大而明显地减小。     

强作用腔量子电动力学的研究进展

腔量子电动力学 (Cavity Quantum Electrodynamics,简称 Cavity QED)是研究光子与原子相互作用的一种有力工具。它从根本上揭示了原子与光场作用的动力学过程。强作用腔量子电动力学研究为量子信息科学提供了一种潜力巨大的实现量子逻辑运算的途径。本文简要介绍该研究领域的背景 ,研究现状及发展动态