通过原子与腔场的非共振相互作用转移原子纠缠态

提出一个方案用于转移双原子纠缠态和W态.方案基于2个原子同时与一个单模腔场非共振相互作用的模型.转移过程中,原子与腔场之间不交换量子信息.腔场仅仅是被虚激发,所以方案对腔的品质因子的要求大大降低.不需要做任何测量,原子纠缠态可以直接转移给接收方的原子,成功几率为100%.     

孤立原子和双模腔内原子之间的纠缠突然死亡研究

通过计算并发度和线性熵研究了初始处于纠缠态的两个两能级原子与双模场相互作用系统的纠缠动力学特性,讨论了原子初始纠缠度和腔场初始纠缠度对并发度的影响。结果表明,两原子之间的纠缠出现纠缠突然死亡(ESD)现象,纠缠死亡持续的时间长度和原子初始的纠缠度无关,然而依赖于腔场初始纠缠度;在整个时间演化过程中,两原子和腔场之间一直保持着纠缠状态。     

耗散腔场中两原子间的纠缠特性

研究了在大失谐条件下一位于能量耗散腔中,两个二能级原子与单模辐射场相互作用系统中原子间纠缠的时间演化特性,讨论了两原子的初始状态、腔场衰变常数以及光场的平均光子数对原子纠缠度的影响．结果表明：当两原子均处于激发态或基态时,两原子始终处于分离状态;而当两原子初始均处于激发态与基态的相干叠加态时,腔场损耗对原子纠缠度的影响随时间的演化逐渐消失,但原子偶极一偶极相互作用使原子间的纠缠程度得到加强．     

利用两能级原子与相干态腔场相互作用实现纠缠浓缩

根据大失谐条件下原子–腔场相互作用的特点,讨论了一个制备纠缠相干态的方法,提出了一个利用两能级原子与腔场相干态相互作用实现纠缠浓缩的方案。在这个方案中,2个具有相同振幅但有着π相位差的相干光|α〉和|-α〉构成的纠缠态光场被用来作为量子信道,通过利用两能级原子与腔场的相互作用以及两模正交态测量实现了这个纠缠浓缩的过程。结果表明:对于纠缠相干态,无论其初始的纠缠是多么微弱,利用这种方法总有一定的几率可以从部分纠缠态中提取出最大纠缠态。     

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.     

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.     

Ising模型的腔QED模拟和最大纠缠态的存储以及四体纠缠态的产生

提出了在腔中模拟Ising模型、存储最大纠缠态和产生的四体量子纠缠态的简单方案．单模腔中的两个二能级原子受到强经典驱动场的作用,在大失谐条件下,系统的有效哈密顿量和标准的Ising模型相同．这一系统可使初始处于Bell基的两原子始终处于最大纠缠态,其中两个Bell基是系统的本征态;另外两个Bell基仅需要对其中一个原子作局域操作,仍然保持最大纠缠态．这个系统与腔模和环境没有相互作用,可长时间存储原子纠缠态而不会发生退相干．此外,利用该模型可以提出制备四体纠缠态的方案,即由现存的两Bell态可以一步得到四体真正纠缠态;存在两个GHZ态的条件下,可以很容易得到四粒子的标准Cluster态,在该机制下制备四粒子标准Cluster态的成功几率为1．     

在腔场中两原子共生纠缠度的变化及最大纠缠态的制备

讨论了两原子与腔场共振相互作用时两原子共生纠缠度(Concurrence)随时间的演化规律.结果表明:通过控制原子和腔场相互作用时间,可制备两原子的最大纠缠态.另外,还考虑了原子自发辐射和腔场衰变对纠缠度的影响.     

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.     

级联原子诱导的腔光力系统的稳态纠缠特性

本文提出了一个由三能级级联原子束去纠缠双模腔场的理论方案。利用量子朗之万方程,结合激光的线性近似理论,求出此系统的稳态解。同时,采用Negativity作为纠缠判据,对系统的稳态纠缠进行了数值模拟。研究结果表明,纠缠是由原子的相干态诱导的,即使对于机械品质因子较低的坏腔,当参数取值恰当时,两模腔场以及腔场与镜子之间也都会产生纠缠。并且得出,入射率越大,纠缠越大。     

两原子依次通过粒子场的纠缠突然死亡与突然产生

通过数值计算的方法,研究了两纠缠二能级原子依次通过粒子场时的纠缠演化特性,发现原子的初态和光场的初态对两原子的纠缠有影响.当光场的粒子数为0时,纠缠处于周期性变化;当粒子数不为0时,纠缠非周期性变化,并出现纠缠突然死亡与突然产生现象.通过改变原子的初态和光场的初态,纠缠突然死亡和产生现象会随之改变.     

两种情形下两原子的纠缠演化特性

通过negativity方法,研究了两个空间分离的纠缠二能级原子依次通过高Q粒子数场时,两个原子的纠缠演化特性,发现：初始原子状态和光场状态对两原子的纠缠有明显的影响．通过选择初始状态可以得到较长时间的最大纠缠．然后与两个纠缠原子同时在高Q粒子真空场时两原子纠缠的演化做了有意义的比较,结果表明：当反映原子初始状态的参数θ〈π/2时,两种情形的纠缠演化趋势大致相同．当θ〈π/2时,纠缠演化大不一样．     

奇偶纠缠相干态光场驱动下Λ-型三能级原子的辐射谱

采用时间演化算符方法,研究Λ-型三能级原子与奇偶纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱.给出了辐射谱一般公式.结果表明:不论下能级简并与否,奇偶纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且下能级简并时,强度随奇偶纠缠相干态光场纠缠程度的增加而增加;两下能级非简并时,一模场驱动的辐射谱峰高随纠缠程度的增加而增加,而另一模场驱动的辐射谱峰高随纠缠程度的增加而减小.一般辐射谱呈对称的10蜂结构.     

具有时滞的Logistic模型的分支问题的频域分析

研究一类具有时滞的Logistic模型。运用频域法并分析该模型对应的特征方程,得到了系统Hopf分支点,通过选择时滞τ作为参数,发现当参数通过某一临界值时,Hopf分支产生,Hopf分支产生,同时得到了系统正平衡点稳定的时滞范围处于零与某个正常数之间,数值模拟验证当时滞τ=τ0时,系统的正平衡点是局部稳定的,当τ>τ0时,系统的正平衡点是不稳定的。     

非共振k光子调控光场量子统计特性

将双模纠缠相干光场中一束光场与腔中单个二能级原子发生非共振k光子相互作用,经腔QED演化之后,对原子作选择性测量,通过调节相互作用时间、跃迁光子数和失谐量,实现控制腔外光场量子统计特性的目的.经过比较分析发现相比于单光子过程和非简并多光子过程光场的反聚束和压缩效应变化更加明显.     

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.     

原子能级简并的双光子J-C模型耗散动力学

研究原子能级简并的双光子Jaynes-Cummings模型中原子和系统的耗散动力学,应用密度矩阵主方程对腔耗散常数进行微扰展开的方法,在不同的光腔耗散常数及平均光子敷下,分别计算了系统与原子线性熵随时间的演化关系．结果显示,原子能级的简并增加了系统与原子初始相干性,延长了原子与场之间的纠缠周期,同时压缩了这种纠缠的振幅．另外,光场经典性越强,退相干发生越迅速,系统陷入混乱度越高．     

利用原子和光腔作用实现受控非门

分别在2个基态|g₁〉和|g₂〉上制备2个相同的五能级Λ型原子, 再将其通过一个双模（a模和b模）光腔, 其中a模光子耦合下能级|g〉到中间能级|e〉的跃迁, b模光
子耦合中间能级|e〉到上能级|f〉的跃迁, 耦合强度分别为g_a和g_b. 将信息编码在腔模的偏振光子态上, 在原子通过光腔后测量腔的偏振光子态. 数值计算结果表明: 通过控制原子与内腔场的相互作用时间可实现受控非门; 当单光子失谐Δ=0.5g, g/k=2~10时, 保真度均大于99%.