Kerr介质中双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的原子布居数演化

运用全量子理论和数值计算方法, 研究Kerr介质腔中处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化特性. 讨论了双原子体系的初态、 初始光场的平均光子数、 双模纠缠相干光场的纠缠程度及Kerr介质与双模光场的耦合强度对原子布居时间演化特性的影响. 结果表明, 当双原子体系的初态为|β₁₁〉时, 原子布居均不随时间变化; 当双原子体系的初态为|β₀₀〉,|β₀₁〉或|β₁₀〉且初始平均光子数达到一定值时, 演化特性呈现周期性的崩塌-回复效应, 并随初始光子数的增加, 其演化曲线的振荡频率增大, 振幅减小; 双模纠缠相干光场的纠缠程度不影响Rabi振荡频率, 但对振幅影响显著; Kerr介质与光场耦合系数达到一定值时, 对Rabi振荡频率和幅度及原子布居的崩塌-回复周期产生强烈影响.      

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。     

非理想腔中光场与非全同双原子系统的量子特性研究

研究两个非等同原子与单模光场在非理想腔中的相互作用,利用间距概念比较了光场的量子信息在相互作用前后的差距,并讨论光场光子数、腔场衰减系数、以及原子耦合系数之比对光场量子特性的影响.结果发现:在非理想腔中,由于耗散的影响,光场的末态与初态的偏离程度呈减幅周期振荡,最后达到稳定值,而且偏离程度幅值随光场平均光子数的增大而增大;偏离程度的振荡周期会随双原子之间的耦合系数(g2/g1)发生变化;其达稳定值所需时间随衰减系数的增大而减小,而耦合系数对光场特性的影响可以忽略.最后,研究腔场的衰减对不同的原子初始纠缠态的纠缠特性的影响.     

压缩态光场与三能级原子依赖强度耦合系统场熵的演化

研究了压缩态光场与V-型三能级原子依赖强度耦合系统场熵的演化特性,讨论了初始光场压缩因子和双光子跃迁失谐量对场熵演化的影响,研究结果表明,场熵的大小随初始光场压缩因子的增大而增大,较小时,场熵的演化具有明显的周期性,这种周期性随着r的增大而逐渐消失;失谐量Ω的大小对场熵值也有显著的影响,场熵值随失谐量的变化而呈现不规则的振荡。     

二能级原子与单模光场相互作用系统的量子场熵演化特性

利用全量子理论,研究了二能级原子与单模相干态光场相互作用系统的量子场熵演化特性;通过数值计算,讨论了光场的平均光子数、光场-原子之间的耦合系数g对量子场熵演化特性的影响.结果表明:量子场熵随时间的演化呈现出周期或非周期性的振荡、崩塌与回复等现象,说明、g对量子场熵演化特性的影响具有非线性的特征.     

二项式光场与负二项式光场对超导量子比特读出电流的影响

研究了二项式态光场和负二项式态光场与耦合超导量子比特相互作用下的超导电流的时间演化规律.研究结果显示:在确定的二项式态或负二项式态光场中,耦合超导量子比特的初始量子态对穿过自身的超导电流的动力学行为几乎没有影响;但光场的量子态,尤其是光场参数对超导电流的动力学行为具有调控作用.因此,通过测量超导量子比特的输出电流,能够探测量子光场的统计性质.     

压缩相干态光场两耦合双原子系统的量子场熵

应用全量子理论,研究了单模压缩相干态光场和偶极与偶极力关联的两个等同的耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性.通过数值计算,讨论了光场压缩因子、场与原子间耦合强度以及原子间耦合强度对量子场熵演化特性的影响.结果表明,光场的压缩因子影响量子场熵演化的振荡幅度;场与原子间耦合强度系数影响量子场熵演化的周期性;原子之间的耦合强度系数不仅影响量子场熵演化的振荡性,而且影响量子场熵演化的周期性.     

非线性Jaynes-Cummings模型中原子与光场的纠缠特性

利用密度矩阵的部分转置矩阵负本征值,研究了附加Kerr介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型中原子与光场纠缠度随时间的演化特性,讨论了Kerr介质与不同初始光场对原子—光场纠缠度的影响.结果表明:原子—光场纠缠度随时间作周期性演化,其演化周期由光场与原子耦合强度以及光场与介质相互作用强度来确定,并随耦合强度和相互作用强度的增加而减小,其纠缠程度会随光场的初始状态的不同而产生明显的变化.     

多光子T-C模型中原子布居数的演化

利用Tavis-Cummings模型研究了耦合二能级原子通过多光子跃迁与相干态光场相互作用系统中原子布居数的演化,讨论了原子间耦合强度、纠缠度和光场初始平均光子数的变化对原子布居数的演化的影响。数值计算结果表明:原子布居差随时间演化曲线的行为主要由光场初始平均光子数的大小决定;原子间耦合强度的变化对其演化的影响可忽略;原子间纠缠程度的增大会减弱原子的反转。     

单模奇相干态光场与耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性

应用全量子理论,研究了单模奇相干态光场与耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性.通过数值计算,分析了光场初始为单模奇相干态且耦合双能级原子分别处于两种不同EPR(Einstein Poclolsky Rosen)态时光场的平均光子数n0、场与原子间相互作用耦合强度g以及原子与原子间偶极相互作用的耦合强度ga对光场量子场熵演化特性的影响.结果表明,量子场熵随时间的演化与原子的初始状态有关;在初始强场(n0 1)条件下,光场与原子纠缠与退纠缠呈现一定的周期性,且存在量子干涉现象;随着g的增大,量子场熵不规则振荡周期逐渐减小;当ga为定值时,量子场熵的时间演化呈现崩坍与回复现象.     

T—C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用的场熵演化特性

利用全量子理论,研究了一对纠缠原子与相干态光场相互作用中场熵的演化特性.讨论了原子间偶极-偶极相互作用、光场强度与2原子纠缠度对场熵演化特性的影响.结果表明:原子间偶极-偶极相互作用强度增加使场熵的演化周期增大;初始光场强度增加,场熵平均值先增大后减小,振荡周期变大;场熵平均值随初始纠缠度增大反而减小,但振荡幅度随初始纠缠度增大而增大.     

幅度损耗腔中V型原子与光场拉曼相互作用场熵特性

导出了存在幅度损耗时型原子与光场拉曼相互作用系统的密度算符,并以此计算光场线性熵随时间的演化.数值计算表明光场以一定的周期与原子完全退耦合,光场退回到初始纯态,当衰变常数增大时,场的线性熵趋于纯态的速度加快,光场的平均光子数增大,损耗系数对量子熵影响更为明显.     

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。     

对相干态光场与混合态原子间的纠缠传递

对处于混合直积态的2个原子与对相干态光场的相互作用,研究了在不同形式强度耦合作用下,原子与光场之间的纠缠传递,结果发现适当形式的强度耦合作用可以增强纠缠传递并且使2原子间纠缠的时间演化呈现出周期性.即使在原子初态变混合时,2原子间纠缠的最大值以及纠缠随时间演化的周期性依然保持.另外发现,2原子间的纠缠与2模间光子数差q有很大关系,q是奇数时的纠缠小于q是偶数时的纠缠.     

2个二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统的量子特性

利用全量子理论,研究了薛定谔猫态光场与2个二能级原子之间的相互作用系统的粒子布局数反转、第1个原子的信息熵和线性熵随时间的演化.分别讨论了初始光强度、原子的初态以及光场的不同相干态等物理量对系统的粒子数反转、第1个原子的信息熵和线性熵的影响.结果表明:原子处于同一种初始态时,初始光强度越强崩塌-复原现象越明显,然后振荡逐渐减少直至消失,奇相干态和偶相干态的粒子布局数反转随时间演化相同;原子处于基态和激发态,初始光强度一定时,粒子数反转崩塌-复原现象的振幅比其他初态大;随着初始光强度的增加,第1个原子的线性熵随时间推移振荡的幅度和周期都逐渐变大.     

薛定谔猫态光场与多光子跃迁运动二能级原子相互作用系统的保真度

利用全量子理论,研究了薛定谔猫态光场与多光子跃迁运动二能级原子相互作用系统的保真度.分别讨论了初始光强、原子运动速度、跃迁光子数以及薛定谔猫态中两宏观相干态的相位角等物理参量对系统保真度的影响.结果表明:随着初始光强的增大,量子态保真效果越来越差;当初始光强增大到一定程度时,偶相干态和奇相干态的保真度与时间演化特性相同;当跃迁光子数为奇数时,原子运动速度的增大使量子态保真效果更好.     

存在内禀退相干时薛定谔猫态光场中原子的布居数反转

通过求解系统的Milburn方程,研究了二能级原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中原子的布居数反转.分析了内禀退相干、光场强度、相干态间的相位角对原子布居数反转的影响.结果表明,当存在内禀退相干时,原子布居数反转随着时间的演化,逐渐衰减为零.光场强度不变时,随着内禀退相干因子的减小,原子布居数反转衰减加剧,其中奇相干态光场中原子布居数反转的衰减速度较快;偶相干态光场中原子布居数反转的衰减速度较慢;Yurke-Stoler相干态光场中原子布居数反转的变化情形介于其中.内禀退相干因子不变时,随着光场强度的增加,出现崩塌-恢复现象,并且Rabi振荡的包络值很快衰减为零.     

J-C模型中原子的自发辐射与量子纠缠态

通过对旋波近似下J－C模型中的二能级原子与单模场相互作用体系的研究，得到激发态原子将演化为场和原子的耦合叠加态－－纠缠态，原子偶极矩的期待值总是零，但偶极矩的起伏恒等于一个不为零的常数，因此，原子的自发辐射是由偶极矩的涨落引起的，并非原子偶极矩振荡造成的结果，具体研究这种纠缠态的性质得出：原子与场纠缠体系的信息熵和纠缠度随时间做周期性的振荡，并且和原子与场间的耦合系数及失谐程度有关，量子态在非纠缠态与纠缠态之间变化，在微小失谐量时，量子态将长时间停留在纠缠态。     

阻尼Jaynes-Cummings模型下两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度

利用数值计算的方法,在阻尼Jaynes-Cummings(J-C)模型下,研究两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度,分析了原子的初始状态、跃迁频率、腔场频率、耗散阻尼系数等参量对系统中量子态保真度的影响.结果表明,无耗散阻尼时,保真度在整个区间出现规则的周期振荡,但随着耗散阻尼的增加,量子态保真度振荡的幅度越来越小,最后达到一个稳定值.     

Kerr介质中“∧”型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统的光子统计分布特性

该文利用相互作用绘景，研究了充满Kerr介质的高Q腔中“∧”型三能级原子与压缩相干态光场相互作用系统的光子统计分布特征性的时间演化规律；讨论了Kerr介质强度系数ц、光场压缩因子γ、光场相干振幅分量模平方|α|^2和原子-场的耦合系数λ对光子统计分布特性的影响。结果发现：ц、γ、|α|^2和λ都影响了Mandel因子Q(t)的量子崩塌-复苏效应的周期性，同时，也影响了辐射场的光子统计分布的状态和特性。