耗散准模腔场与激子相互作用的量子统计性质

研究了耗散准模腔扬与激子相互作用的量子统计特征，给出了当腔场初始处于真空态而激子处于真空态与粒子数态大于2的叠加态时的腔场与激子能量交换的表达式。研究结果表明，激子和腔场可以呈现亚泊松分布状态，激子与腔场之间的关联是经典的，不存在Cauchy-Schwartz不等式的偏离现象。     

基于原子与腔场谐振相互作用制备原子GHZ态

提出一种利用原子与腔场谐振相互作用制备原子GHZ态的方案。在此方案中,初始时腔场处于真空态,将制备在高能级的三个两能级原子依次注入腔场中发生单光子谐振作用,最后一个制备在低能级的两能级原子注入腔场发生三光子谐振作用。通过对腔场的测量可得到四原子GHZ态。利用该方法原则上可推广得到n个原子GHZ态。     

基于光纤连接三个光腔制备三原子W态

提出一种基于两光纤连接三个光腔制备三原子W态的方案。在此方案中,腔场的信息可以通过光纤进行传送,利用集成在光纤上的两个法拉第回转器阻止来自第二个和第三个腔场的反射。制备得到三原子W态时腔场处于初始时的真空态。由于原子与腔场之间是共振作用,耦合强度相对较大,能缩短所需的相互作用时间。     

两等同双能级原子与三模腔场任意多光子共振相互作用辐射谱的一般特征

本文研究了两个偶极——偶极力关联的等同双能级原子与三模腔场间任意多光子共振相互作用的辐射谱。对三模腔场分别处于不同数态：即三模均为真空场、三模均为强场、一模为真空场两模为强场以及两模为真空场一模为强场时辐射谱的结构特征及物理特性进行了详细分析．从而揭示出“三模腔场——两原子系统”的多光子辐射谱的一般特征．     

基于原子与光场共振相互作用的W态融合

基于腔量子动力学(QED)系统,从N个原子和M个原子的W态中各取1个原子同时送入真空腔场,利用原子与腔场相互作用实现2个W态融合.当原子与腔场发生共振作用后,探测腔场.结果表明:若有1个光子,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M)个原子W态;若腔场中没有光子,则探测飞出2个原子,若2个原子中有1个原子处于激发态,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M-2)个原子W态;若2个原子均处于基态,则余下的(N-1)个原子W态和(M-1)个原子W态仍可按此方案循环融合.     

基于原子与腔场双光子相互作用制备原子W态

提出一种利用原子与腔场双光子相互作用制备原子W态的方案。在此方案中,初始时将一个制备在高能级的两能级原子注入处于真空态的腔场中,其余的两能级原子制备在低能级依次注入腔场中发生双光子相互作用。由于原子与腔场之间相互作用是共振的,因此耦合强度相对较大,这将缩短所需的相互作用时间,从而降低实验中退相干的影响。     

基于腔衰减辅助的受激拉曼绝热跟随技术的量子计算方案

提出了一个基于腔QED系统实现无退相干子空间中任意两比特纠缠逻辑门的理论方案,结合已有的单量子比特的逻辑操作,就可以完成任意的量子计算.两个相同的原子囚禁在单模光学腔中,并受到外加激光场的驱动,在腔场初态处于真空态的情况下,大的腔场衰减相当于对腔场进行频繁测量,而使之保持在真空态,这种效应就是腔场衰减协助的量子Zeno效应,它通过生成腔场的无退相干子空间而有效地抑制了腔场衰减的影响.另一方面,利用受激Raman绝热过程来克服原子自发辐射的影响,所以方案可以获得很高保真度的纠缠逻辑门.     

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     

基于腔衰减辅助的受激拉曼绝热跟随技术的量子计算方案（英文）

提出了一个基于腔QED系统实现无退相干子空间中任意两比特纠缠逻辑门的理论方案,结合已有的单量子比特的逻辑操作,就可以完成任意的量子计算.两个相同的原子囚禁在单模光学腔中,并受到外加激光场的驱动,在腔场初态处于真空态的情况下,大的腔场衰减相当于对腔场进行频繁测量,而使之保持在真空态,这种效应就是腔场衰减协助的量子Zeno效应,它通过生成腔场的无退相干子空间而有效地抑制了腔场衰减的影响.另一方面,利用受激Raman绝热过程来克服原子自发辐射的影响,所以方案可以获得很高保真度的纠缠逻辑门.     

利用腔QED实现非常规几何量子相位门

提出一个基于压缩算符的非常规几何量子相位门的方案.在腔QED系统中,在强共振经典场驱动下,利用两个三能级原子与腔模的双光子相互作用,研究了两量子比特非常规几何量子相位门,发现它与腔模占有数有关,当腔模初始时处于真空态,这个方案对腔模衰变不敏感.     

Kerr介质对双模光场压缩效应的影响

研究了在充满Kerr介质的高Q腔内三能级原子与双模光场相互作用系统中光场的压缩效应，分析了腔中Kerr介质对初态分别为双模压缩真空态和SU（1，1）相干态的两种光场的双模压缩以及双模和压缩的影响，指出Kerr效应对初态为SU（1，1）相干态的光场压缩的影响较初态为双模压缩真空态的光场压缩的影响明显。     

Strong coupling in a single quantum dot-semiconductor microcavity system

Cavity quantum electrodynamics, a central research field in optics and solid-state physics, addresses properties of atom-like emitters in cavities and can be divided into a weak and a strong coupling regime. For weak coupling, the spontaneous emission can be enhanced or reduced compared with its vacuum level by tuning discrete cavity modes in and out of resonance with the emitter. However, the most striking change of emission properties occurs when the conditions for strong coupling are fulfilled. In this case there is a change from the usual irreversible spontaneous emission to a reversible exchange of energy between the emitter and the cavity mode. This coherent coupling may provide a basis for future applications in quantum information processing or schemes for coherent control. Until now, strong coupling of individual two-level systems has been observed only for atoms in large cavities. Here we report the observation of strong coupling of a single two-level solid-state system with a photon, as realized by a single quantum dot in a semiconductor microcavity. The strong coupling is manifest in photoluminescence data that display anti-crossings between the quantum dot exciton and cavity-mode dispersion relations, characterized by a vacuum Rabi splitting of about 140 microeV.     

四能级原子受激辐射的非经典特性

本文研究初始处于最高激发态的级联型四能级原子,同初始处于相干态的单膜腔场的相互作用,通过求解薛定谔方程而求得该原子——场声统的密度算符,进而研究原子受激辐射的非经典特性。指出这里存在着较深的压缩和长时间的反聚束与聚束效应间的振荡.     

Quantum nature of a strongly coupled single quantum dot-cavity system

Cavity quantum electrodynamics (QED) studies the interaction between a quantum emitter and a single radiation-field mode. When an atom is strongly coupled to a cavity mode, it is possible to realize important quantum information processing tasks, such as controlled coherent coupling and entanglement of distinguishable quantum systems. Realizing these tasks in the solid state is clearly desirable, and coupling semiconductor self-assembled quantum dots to monolithic optical cavities is a promising route to this end. However, validating the efficacy of quantum dots in quantum information applications requires confirmation of the quantum nature of the quantum-dot-cavity system in the strong-coupling regime. Here we find such confirmation by observing quantum correlations in photoluminescence from a photonic crystal nanocavity interacting with one, and only one, quantum dot located precisely at the cavity electric field maximum. When off-resonance, photon emission from the cavity mode and quantum-dot excitons is anticorrelated at the level of single quanta, proving that the mode is driven solely by the quantum dot despite an energy mismatch between cavity and excitons. When tuned to resonance, the exciton and cavity enter the strong-coupling regime of cavity QED and the quantum-dot exciton lifetime reduces by a factor of 145. The generated photon stream becomes antibunched, proving that the strongly coupled exciton/photon system is in the quantum regime. Our observations unequivocally show that quantum information tasks are achievable in solid-state cavity QED.     

三能级原子-场系统中原子的偶极平方压缩

研究了三能级原子与单模辐射真空场相互作用中原子的偶极平方压缩效应.运用数值计算方法讨论了辐射场与原子的2种耦合常数的相对大小以及原子的初始相干性对原子偶极平方压缩的影响.研究结果表明若初始原子处于基态或最高激发态,则相互作用系统在演化过程中不会出现原子的偶极平方压缩效应;当初始原子处于基态与最高激发态的相干叠加态时,系统在演化过程中可出现原子偶极平方压缩效应;原子偶极平方压缩的深度由反映初始原子相干性的位相因子决定;在其他条件一定时,若初始原子处于最高激发态的几率为1/4而处于基态的几率为3/4,则原子可呈现最佳偶极平方压缩效应;当辐射场与原子的2种跃迁耦合常数均不为0时,压缩量呈周期性变化;压缩量变化的周期由2种跃迁耦合常数的相对大小决定.     

热腔条件下实现Deutsch-Jozsa算法的简单方案

基于热腔场与双原子相互作用系统,提出一种简单的Deutsch-Jozsa算法的实现方案.通过外加经典场可以消除腔场光子数的依赖,整个过程不需要在真空状态中保留热腔.此外,该方案中也不需要原子和腔场的大失谐,可以大大缩减操作时间.通过精确的数值计算,证明方案具有较高的保真度.