Kerr介质中非线性Jaynes-Cummings模型多光子跃迁的纠缠特性

在线性和非线性Kerr介质Jaynes Cummings(J C)模型中, 考虑多光子跃迁时原子和光场纠缠随时间的演化特性, 给出原子和光场的纠缠度与跃迁光子数、 失谐量、 初始光子数、 初始态参数及非线性项系数之间的解析关系, 并分析其对原子和光场的纠缠度随时间演化的影响. 结果表明, 在非线性Kerr介质中, 当光场与原子初始态接近最大纠缠态, 且跃迁光子数较大时, 纠缠态可稳定接近最大纠缠态, 有利于量子纠缠态的远距离传输.     

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。     

多模光场与二能级原子N_j度简并N~∑光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响.数值计算结果表明:初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响.根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态.     

多模光场与二能级原子Nj度简并N^∑光子共振相互作用系统中场量了熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响。数值计算结果表明：初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响。根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态。     

拉曼耦合J-C模型中原子与光场间的量子纠缠

研究了拉曼耦合J-C模型中存在位相损耗时,原子与光场间的量子纠缠性质,讨论了位相损耗、光场平均光子数和不同的原子初态对系统纠缠特性的影响.结果表明:由于位相损耗的存在,使系统的纠缠随时间演化而减弱,但并不改变其演化的周期性;当光场较强时,其纠缠明显减弱;原子初始所处的状态对系统的纠缠性质也会产生明显的影响.     

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.      

双模纠缠相干光场与以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A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。     

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。     

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.     

双模纠缠相干场与原子多光子相互作用系统的光子统计

利用全量子理论结合数值计算的方法,研究2个二能级原子与双模纠缠相干场相互作用系统的光子统计性质;讨论了平均光子数、跃迁光子数、光场纠缠程度及双原子间偶极相互作用对光子统计特性的影响.     

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.     

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．     

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.     

耗散腔场中双纠缠原子的量子信息保真度

利用数值计算的方法,研究了耗散腔中双纠缠原子的量子信息保真度.讨论了光场的初始平均光子数一定的情况下腔的耗散系数对量子态保真度的影响,以及在腔的耗散一定的情况下光场的初始平均光子数对量子态保真度的影响.结果表明:腔的耗散和光场的初始平均光子数对原子和原子—光场系统的保真度的影响都很明显.     

二项式光场与三个两能级原子相互作用系统的原子间纠缠

通过计算系统的共生纠缠度和平均纠缠度,研究了二项式态与初始时刻处于GHZ类态的3个两能级原子相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了二项式光场的最大光子数和系数参量对系统纠缠特性的影响.结果表明:光场处于数态和相干态时,两原子间的共生纠缠度和平均纠缠度的峰值较小,光场的最大光子数M一定时,光场系数对两原子间的纠缠有一定的破坏作用;光场系数η不变时,光场最大光子数M对系统中两原子间纠缠演化有显著的影响,随着光场最大光子数M的增大,共生纠缠度C(t)达到稳定高频振荡的时间越来越长,平均纠缠度呈现单调递增的趋势,而在光场最大光子数M30时,呈现平缓增长的趋势.     

运动原子与薛定谔猫态光场相互作用系统中的量子纠缠

利用代数动力学方法,在多光子跃迁过程的J-C模型中,研究运动原子与薛定谔猫态相互作用系统中的纠缠特性,讨论了原子初始处于基态的几率、原子运动速度、跃迁光子数、初始光场强度、失谐量以及薛定谔猫态中两宏观相干态的相位角等物理参量,对系统纠缠度的影响.数值计算表明,跃迁光子数的奇偶值对系统的纠缠特性有很大影响,跃迁光子数为奇数时,失谐量的变化使系统出现退纠缠现象,原子运动速度的增大使系统纠缠度的变化频率增大,纠缠度减小;跃迁光子数为偶数,原子初始处于基态的几率大于激发态的几率时,系统也会出现退纠缠现象,但原子的运动速度对系统的纠缠特性不产生影响.     

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.     

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.     

与纠缠原子作用的二项式光场的量子信息保真度

应用全量子理论研究了初始处于纠缠态双原子与二项式光场共振相互作用的光场量子信息保真度.采用数值计算方法,讨论了原子纠缠度、二项式光场参量和相互作用时间对保真度的影响.结果表明:选取恰当的初始原子纠缠参量和初始二项式光场参量,以及控制好相互作用时间,可以获得光场的高保真输出.     

双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子基态概率幅、失谐量、场模与原子的耦合常数以及平均光子数对光子统计性质的影响.结果表明,双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质的影响不大; 原子初态时基态概率幅变大使时间演化曲线的中心显著上移; 失谐量变大使时间演化曲线的振荡频率变慢; 平均光子数、场模与原子耦合常数的变化对光子统计性质的影响也很明显; 光场两模之间总为非经典相关.