压缩真空环境下双腔系统的两原子纠缠

原子间纠缠的制备及其演化特性的研究对量子信息和量子网络的实现具有重要的意义.文章研究了压缩真空环境下双JC模型中两原子纠缠的演化,并讨论了不同初态、腔场的平均光子数和压缩角对纠缠的影响.结果表明:两原子初态的纠缠较强则任意时刻的纠缠也会较强;减小腔场的平均光子数可以延长纠缠存在的时间;腔场的压缩角对纠缠演化的影响比较微弱.     

利用纠缠交换制备最大纠缠态

基于腔QED技术提出利用纠缠交换制备光子-光子和原子-光子最大纠缠态的简便方案.在制备光子-光子最大纠缠态方案中,腔只是被虚拟激发,原子和腔之间没有信息转换,大大降低了对腔品质的要求.在利用双光子共振相互作用制备原子-光子最大纠缠态方案中,只要对单原子的态进行测量,而不需要联合Bell基测量.     

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.     

双模腔场中光子数对两原子纠缠演化的影响

利用concurrence的纠缠度量方法,研究了两个全同的二能级原子与双模腔场共振相互作用时原子与原子纠缠演化.研究结果表明两原子的纠缠演化受到原于初态类型、光子数的影响,进一步分析了原子间的纠缠猝死现象与原于—腔场的纠缠转移关系.     

两原子纠缠态的制备

提出一种基于原子与腔场共振相互作用的制备两原子纠缠态的方案．在本方案中,两个双能级原子以很快的速度穿过一个初始处于真空态的腔,然后第３个原子以很快的速度穿过这个腔．对这个原子态的探测将使前两个原子坍缩到一个最大纠缠态     

双光子J-C模型中的纠缠交换方案

我们利用原子及腔场中双光子相互作用提出了一种不需要Bell基测量的纠缠交换方案.经过纠缠交换,可以在事先没有任何相互作用的原子和腔场之间产生纠缠.并对得到的纠缠态进行纯化以得到最大纠缠态,使其更好的应用到量子信息处理中.     

制备纠缠相干态的准贝尔基

通过分析光学分束器对相干态光场的作用特点,设计了一套制备纠缠相干态光场的装置. 提出了一个制备纠缠相干态的准贝尔基的方案. 在这个方案中,通过利用分束器变换和光子探测,可以从已有的一个纠缠相干态出发,制备出一组四个纠缠相干态的准贝尔基.     

两光子的自旋态与纠缠态

用量子理论方法给出两光子的自旋态, 即通过2个单光子自旋态的直积并叠加得到两光子的自旋本征态, 从而给出两光子的纠缠态, 所得结果与用经典极化矢量表示的两光子纠缠态不同, 该结果可应用于量子通讯和量子计算中.     

两个JC原子的量子关联动力学研究

研究两个JC原子的初态为量子纠缠态,而两个腔场处在相同的Fock态的状态下两个原子的纠缠动力学.基于几何量子失协,发现两个JC原子间、原子和腔场间的关联动力学存在猝死现象,且猝死出现的时间随光子数的增加而不断提前.此外,相比于原子和腔的关联动力学,发现原子间的关联猝死比原子和腔场间的关联猝死更加明显.     

非破坏测量的多粒子纠缠纯化方案

提出了一种基于非破坏测量的多粒子纠缠混合态纯化方案.由于W态是该混合纠缠态的基本组成元素,所以称之为混合W纠缠态.利用交叉克尔非线性介质的宇称检测功能和光子计数功能,实现了无须联合Bell态测量和复杂的单光子探测技术的混合W态纠缠纯化方案,从而降低了纠缠纯化的复杂性,有利于实现纠缠纯化过程.     

腔QED系统中三原子纠缠态的受控辅助克隆

提出一个对未知三原子纠缠态辅助克隆的腔QED方案.该方案包括两个阶段,首先用两个两原子纠缠态和一个三原子纠缠态作为量子信道实现对未知三原子纠缠态的受控隐形传态,其次,在态制备者的帮助下,信息发送方实现对未知三原子纠缠态的辅助克隆.     

双模纠缠相干光场与Λ型原子耦合系统中光场反聚束效应

利用数值计算的方法,研究了双模纠缠相干光场与∧型三能级原子相互作用系统中光场的反聚柬效应,讨论了双模纠缠相干光场纠缠程度和两场模的平均光子数对光场反聚束效应的影响．数值计算结果表明：随着双模纠缠相干光场纠缠程度的增大,反聚束效应增强,光场处于最大纠缠态时,反聚束效应最强;另一方面,随着双模纠缠相干光场平均光子数的增大,光场的反聚束效应减弱,当光场平均光子数大于一定值后,反聚束效应消失．     

非最大量子纠缠信道的量子态传送——在腔QED系统中利用非最大三粒子纠缠GHZ态传送未知原子态

讨论在腔QED中如何利用非最大三粒子纠缠GHZ态实现未知单原子态、两原子纠缠态的概率隐形传送.在量子态传送过程中需要引入一个辅助粒子以解决使用非最大纠缠量子信道导致的态畸变问题.本方案在两原子与腔相互作用的整个过程中,由于经典场同时对两原子进行驱动,量子态的演化不依赖于腔场的态,因而不受腔泄漏和热腔场的影响.     

利用三粒子部分纠缠GHZ态概率隐形传送三粒子GHZ态

提出利用一个三粒子部分纠缠GHZ态作为量子信道,实现三粒子GHZ态从发送者传送给两个接收者中任意一个的概率隐形传态方案.若发送者进行一次Bell测量和两次Hadamard门操作后,想得到所需传送的三粒子GHZ态的接收者端引进两个辅助粒子,进行两次控制-非操作,同时根据另一个接收者对手中粒子进行Hadamard门操作后的测量结果实施一个适当的幺正变换,可以一定的概率成功地隐形传送三粒子GHZ态.此方案可推广至隐形传送k粒子GHZ态,这时也只要用一个三粒子GHZ态作为量子信道,但想得到所需传送的k粒子GHZ态的接收者端需引进(k-1)个辅助粒子,进行(k-1)次控制-非操作.     

远程制备多粒子纠缠态优化方案

提出了一个较好的远程制备多粒子的纠缠态的方案,先讨论用(N+1)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备2N粒子的纠缠态.然后在研究用一个(N+1)粒子的纠缠态和一个(N+2)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备(2N+1)粒子的纠缠态.与现在已有人提出的制备多粒子的纠缠态的方案相比,这个方案的优点是仅花费了两位经典位和只有一次两粒子的投影测量.     

量子态的非局域关联性

在普遍的两个自旋1/2粒子量子态下证明了局域实在论与量子力学是不相容的,推广了Hardy在两个粒子非最大纠缠态下关于Bell 定理的证明.通过纠缠态下广义量子不可克隆定理中的正交条件的转移证明了量子力学非局域关联性.     

四粒子纠缠W态的概率隐形传输

提出利用2个二粒子部分纠缠态作为量子信道,实现四粒子纠缠W态的概率隐形传输方案.发送者做3次幺正变换和2次Bell基测量,然后接收者通过引入辅助粒子并做适当的幺正变换,就能以一定的概率完成四粒子纠缠W态的隐形传输.     

异模双光子与二能级原子相互作用系统的纠缠演化

本文从研究初态为一般纠缠态的两个异模光子与初态为一般叠加态的二能级原子的相互作用着手,对得到的三体纠缠态的纠缠度进行了分析,并进一步讨论了系统初态为某些特殊状态时的纠缠演化。最终都得出了简明的演化公式,并且在某些特殊状态时发现系统将演化成三体GHZ态。     

一个基于腔衰减的四原子纠缠态制备方案

基于A型三能级原子与腔场及经典场的相互作用理论,利用单光子探测器对从光腔中泄漏出来的光子进行符合测量,提出了一个四原子纠缠态的制备方案,四个分别处于不同光腔中的原子将以一定的概率处于GHZ态。     

Creation of a six-atom 'Schrödinger cat' state

Among the classes of highly entangled states of multiple quantum systems, the so-called 'Schr?dinger cat' states are particularly useful. Cat states are equal superpositions of two maximally different quantum states. They are a fundamental resource in fault-tolerant quantum computing and quantum communication, where they can enable protocols such as open-destination teleportation and secret sharing. They play a role in fundamental tests of quantum mechanics and enable improved signal-to-noise ratios in interferometry. Cat states are very sensitive to decoherence, and as a result their preparation is challenging and can serve as a demonstration of good quantum control. Here we report the creation of cat states of up to six atomic qubits. Each qubit's state space is defined by two hyperfine ground states of a beryllium ion; the cat state corresponds to an entangled equal superposition of all the atoms in one hyperfine state and all atoms in the other hyperfine state. In our experiments, the cat states are prepared in a three-step process, irrespective of the number of entangled atoms. Together with entangled states of a different class created in Innsbruck, this work represents the current state-of-the-art for large entangled states in any qubit system.