介观谐振子电路中四模连续变量完美最大纠缠的实现

本文我们将基于连续变量EPR纠缠态以及分束器算符的理论表达式提出四模连续变量完美最大纠缠态(CV PMES)的理论表达形式,在此基础上,进一步利用超导介观LC谐振子电路通过射频超导量子干涉仪进行耦合的系统,提出在实验上近似实现四模连续变量完美最大纠缠态的理论实现方案.     

EPR纠缠对的测量理论

章利用量子力学的测量理论,将连续变量EPR纠缠态与分离变量的EPR纠缠态的描述很好的结合起来。说明了在对双模压真空态的其中一个模进行正交位相振幅分量的测量过程中,可迫使另一模制备到其相应的正交位相振幅分量的本征态上即单模压缩真空态。     

基于多波混频的三体连续变量纠缠

基于多波混频参数相互作用,研究了一个五能级原子系综中的三体连续变量纠缠.其中,两个光场通过一个双通道Raman跃迁,以和模的形式组合成一个联合模与原子相互作用,这个联合模因外加相干场与第三个腔场介于混频参数相互作用,导致了3个腔场正交算符的方差和满足三体连续变量纠缠有效判据,从而实现了稳态三体连续变量纠缠.     

连续变量系统中准对称多模高斯态的纠缠

基于现今连续变量系统中高斯态纠缠的一些研究成果,利用负性对数为纠缠度量来讨论一个准对称的N模高斯态的纠缠问题.以一个准对称八模高斯态为例,寻找八模高斯态和与其对应的两模高斯态共变矩阵参数之间的解析关系.研究发现在多模高斯态对应两模高斯态的方案中由于省略了多模高斯态辛本征值的部分信息,导致这种方案虽然可以使多模高斯态对应为一个两模高斯态,但是这种对应关系不是唯一的,一个两模高斯态可以对应很多不同的多模高斯态,而且这些高斯态拥有着相同的纠缠信息.通过寻找八模高斯态与两模高斯态参数间的解析关系,研究发现只要确定辛本征值就能得到八模高斯态和两模高斯态参数之间的解析关系,按照这个思路可以得到N模高斯态与两模高斯态参数间的解析关系.     

双模压缩真空态与运动原子相互作用过程中模间纠缠特性的研究

运用全量子理论,研究双模压缩真空态与运动原子相互作用过程中,双模光场的模间纠缠性质,讨论了原子初态处于激发态时,原子运动和场模结构对模间纠缠性质的影响.结果表明,原子的运动速度和场模结构影响模间纠缠度,但不破坏模间纠缠演化的周期性.     

光场压缩态与纠缠态的增强及量子信息网络

光场压缩态和纠缠态是进行量子精密测量和量子信息研究的重要资源.文章简要介绍光场压缩态和纠缠态的增强及其在量子密钥分发、连续变量多组分纠缠态光场的制备、量子通信网络和量子计算中的应用.     

用正交压缩态光场产生连续变量类GHZ和类Cluster四组分纠缠态

设计了一种有效的连续变量类 GHZ和类Cluster四组分纠缠态光场的实验产生系统. 从理论上证明, 利用一对非简并光学参量放大器所产生的4个正交振幅和正交位相压缩态光场, 经由不同位相关系的线性光学变换, 可以按要求产生两种不同类型的四组分纠缠态. 推出了四组分Cluster态的完全不可分判据, 并计算了连续变量四组分纠缠态关联方差对光场初始压缩度、系统传输效率及零差探测效率的参量依赖关系.     

用正交压缩态光场产生连续变量类GHZ和类Cluster四组分纠缠态

设计了一种有效的连续变量类 GHZ和类Cluster四组分纠缠态光场的实验产生系统. 从理论上证明, 利用一对非简并光学参量放大器所产生的4个正交振幅和正交位相压缩态光场, 经由不同位相关系的线性光学变换, 可以按要求产生两种不同类型的四组分纠缠态. 推出了四组分Cluster态的完全不可分判据, 并计算了连续变量四组分纠缠态关联方差对光场初始压缩度、系统传输效率及零差探测效率的参量依赖关系.     

双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中光场的压缩效应

利用数值计算方法研究双模纠缠相干光场与Λ型三能级原子相互作用系统中光场的压缩效应,讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的初始平均光子数对光场压缩效应的影响.数值计算结果表明:随双模纠缠相干光场纠缠程度的增大,压缩效应增强,光场处于最大纠缠态时,光场压缩效应最强;另一方面,随双模纠缠相干光场初始平均光子数的增大,光场的压缩效应减弱,当双模光场初始平均光子数大于一定值后,压缩效应消失.     

双模纠缠相干光场与A型原子耦合系统中光场的压缩效应

利用数值计算方法研究双模纠缠相干光场与A型三能级原子相互作用系统中光场的压缩效应,讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的初始平均光子数对光场压缩效应的影响.数值计算结果表明:随双模纠缠相干光场纠缠程度的增大,压缩效应增强,光场处于最大纠缠态时,光场压缩效应最强;另一方面,随双模纠缠相干光场初始平均光子数的增大,光场的压缩效应减弱,当双模光场初始平均光子数大于一定值后,压缩效应消失.     

两体纠缠态的应用

给出了两体纠缠态的性质与产生方法,用正规乘积技术得到了两体与三体连续变量纠缠态在坐标表象下的分解形式,展现了它们的完全性与正交归一性,提出了用三个两体纠缠态作为通道传榆一种连续变量三体纠缠态的方案.     

双模纠缠相干光场与∑型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应

研究双模纠缠相干光场与∑型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应，分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子的基态概率幅、失谐量以及平均光子数对原子偶极压缩效应的影响．结果表明，双模纠缠相干光场的纠缠程度对原子的偶极压缩没有明显的影响；原子初态完全处于基态或激发态时，原子偶极压缩现象均未出现，原子处于基态概率和激发态概率相等的初态时，原子偶极压缩量最大；原子偶极压缩的频率随失谐量增加而增加；当保持场模1的平均光子数不变而场模2的平均光子数增加时，原子的偶极压缩深度变浅而偶极压缩频率保持不变．     

双模纠缠相干光场与Σ型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应

研究双模纠缠相干光场与Σ型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应, 分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、 原子的基态概率幅、 失谐量以及平均光子数对原子偶极压缩效应的影响. 结果表明, 双模纠缠相干光场的纠缠程度对原子的偶极压缩没有明显的影响; 原子初态完全处于基态或激发态时, 原子偶极压缩现象均未出现, 原子处于基态概率和激发态概率相等的初态时, 原子偶极压缩量最大; 原子偶极压缩的频率随失谐量增加而增加; 当保持场模1的平均光子数不变而场模2的平均光子数增加时, 原子的偶极压缩深度变浅而偶极压缩频率保持不变.     

双模纠缠相干光场与Σ型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应

研究双模纠缠相干光场与Σ型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应, 分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子的基态概率幅、失谐量以及平均光子数对原子偶极压缩效应的影响. 结果表明, 双模纠缠相干光场的纠缠程度对原子的偶极压缩没有明显的影响;原子初态完全处于基态或激发态时, 原子偶极压缩现象均未出现, 原子处于基态概率和激发态概率相等的初态时, 原子偶极压缩量最大;原子偶极压缩的频率随失谐量增加而增加;当保持场模1的平均光子数不变而场模2的平均光子数增加时, 原子的偶极压缩深度变浅而偶极压缩频率保持不变.     

相干压缩态通过分束器的纠缠性质

利用Wigner特征函数方法研究相干压缩态作为输入光场时分束器的输出光场的纠缠性质。结果表明,分束器为对称平衡分束器时输出光场纠缠量最大,且此纠缠量随压缩参数的增大而增大。     

基于四粒子GHZ态的任意三粒子GHZ态量子隐形传送

量子隐形传态已成为量子信息学中的一个重要研究领域,笔者从节省量子纠缠资源的目的出发,通过极化分束器(PBS)将2个EPR对制备成单个四粒子GHZ纠缠态,并将此四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,从而实现三粒子纠缠GHZ态的量子隐形传输.     

双模最小关联混态的纠缠及其量子起伏

研究了最小关联态的纠缠度与相关参数之间的关系。分析了不同参数情况下最小关联态发生纠缠时相关参数的取值范围以及全量子起伏与相关参数的关系;另外进一步分析了最小关联态的Wehrl熵,同时对标准EPR型纠缠态为的纠缠度作了进一步的计算。     

双模奇、偶相干态的反聚束效应与纠缠度的关系

为研究双模奇、偶相干态(或双模Schodinger猫态)的反聚束效应与纠缠度的关系,主要讨论了双模奇、偶相干态的二阶关联函数g(2)(τ),得出该量子态具有明显反聚束效应,并利用约化密度算符的本征值求Von Neumann熵的办法给出该态模间纠缠度.数值分析表明:双模奇、偶相干态的纠缠程度与反聚束效应都受到相位和振幅的影响,纠缠度和二阶关联函数都是相位φ的周期函数,且当纠缠度增大时其反聚束效应也逐渐增大.     

双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中原子的偶极压缩效应

利用数值计算的方法,研究了双模纠缠相干光场与Λ型三能级原子相互作用系统中原子偶极压缩效应。讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的初始平均光子数对原子偶极压缩效应的影响.数值计算结果表明:随双模纠缠相干光场纠缠程度的增大和双模光场初始平均光子数的增大,原子偶极压缩效应减弱。     

压缩真空态通过分束器后的纠缠和统计性质

基于相空间方法,研究了压缩真空态通过分束器后的纠缠和统计性质.采用对数负值的判据,研究输出光场的纠缠属性.结果表明:对称平衡分束器输出光场纠缠量最大,且纠缠量随压缩参数的增大而增大.另外,还通过Wigner-Weyl规则,研究单端输出光场的一些统计性质.结果发现:调节输入光场和分束器参数,输出光场展现不同的非经典性.