二项式光场和原子相互作用模型中的保真度

运用全量子理论对二项式光场和二能级原子相互作用模型中保真度的演化特性进行了研究，发现二项式光场的初始光子数和失谐量对保真度有明显的影响．结果表明，初始时刻二项式光场的平均光子数越大，保真度就越小；失谐量越大，保真度就越大．     

数态光场与3个两能级原子相互作用系统的保真度

根据量子信息保真度理论,研究了数态光场与初始处于GHZ态的3个两能级原子相互作用系统中量子态保真度的演变规律.对系统中原子和场取迹后不同量子态保真度的变化规律和场的初始光子数对系统中不同量子态保真度的影响进行了分析与研究.结果表明,初始光子数越大,量子态保真度随时间振荡频率越大.     

热光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度

借助于数值计算方法,研究了热光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度,讨论了原子的初始状态、运动速度及光场的初始平均光子数对系统保真度的影响.结果表明原子初始状态、运动速度及光场的初始平均光子数都对保真度有不同程度的影响.     

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。     

含非线性修正项的双光子Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度

研究了在计及原子散射的二级修正项时单原子与单模光场双光子相互作用系统中的量子态保真度,讨论了非线性修正项、双光子失谐量及初始平均光子数对量子态保真度的影响.     

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.     

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。     

双光子跃迁中动态Stark位移对量子信息保真度的影响

研究了相干态光场与原子的双光子相互作用中原子、光场和整个系统的量子信息保真度的时间演化,考察了光场引起能级的动态stark位移对双光子过程中的量子信息保真度的影响．特别讨论了拉比振荡频率与光子数成线性关系的情况．结果表明,在拉比振荡频率线性化的情况下,量子信息保真度的演化表现出很好的周期性,周期与动态stark位移参数有关．增强光强使保真度下降,失谐量的增加使保真度上升．     

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。     

多光子T-C模型中场的反聚束效应

利用Tavis-Cummings模型,采用数值计算的方法,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光场的反聚束效应,讨论了原子间耦合强度和光场初始平均光子数的变化对场的反聚束效应的影响.研究结果表明: 随光场初始平均光子数的增大,场的反聚束效应增强;随原子间耦合强度的增大,场的反聚束效应减弱.     

Tavis-Cummings模型中的量子态平均保真度

运用全量子理论,研究了Tavis-Cummings模型中量子态平均保真度的演化特性,对原子和光场的初态以及两原子的关联程度对平均保真度的影响进行了研究.结果表明,原子、光场和系统的平均保真度依赖于初态时2个原子处在基态的几率以及光场处于真空态的几率;初态两原子在基态无关联,光场处于真空态,体系不失真.     

多光子过程中的量子保真度

运用全量子理论,研究了真空场多光子Jaynes-Cummings模型中场和二能级原子相互作用的保真度,发现原子初始处于基态的几率和失谐量影响保真度.结果表明:原子初始处于基态的几率越大,保真度越大;失谐量越小,保真度就越小.     

Tavis-Cummings模型中原子间偶极相互作用对相对熵纠缠度的影响

用量子相对熵研究了耦合双原子与单模真空场相互作用系统的纠缠度,讨论了原子间偶极相互作用对相对熵纠缠度的影响.研究结果表明:原子间纠缠与原子-场间纠缠的时间演化相位相反.原子间偶极-偶极相互作用的增强,引起纠缠度的演化周期增大;原子间纠缠度不变,而原子-场间纠缠度减少.     

相位阻尼对量子传输保真度的影响

研究了在相位阻尼作用下一个二能级原子与两个不同光场相互作用的系统中的量子态的保真度.讨论了相位阻尼和失谐对量子传输的最大保真度的影响,并且获得了通过该信道进行量子传输的最大保真度.此外,还分析了通过该信道进行量子传输的平均保真度.     

构造不变子空间计算光子克隆的保真度

研究了双模辐射场和几个三能级原子的相互作用,计算了光子克隆的平均保真度随时间的变化,对数值计算过程进行了简化. 在对量子态的演化进行数值计算中,一般是在整个Hilbert空间进行计算.如果系统的空间维度很大,则数值计算需要处理大量的数据,花费大量的计算时间,有时候可以根据系统的特殊物理性质简化数值计算.如果在整个Hilbert空间找到每个量子态所在的不变子空间,对于每个量子态,在时间演化算符的作用下始终在自己的不变子空间内演化.不需要在全空间数值计算量子态的演化,而只需要在初态所在的子空间计算即可. 通过比较分析得知,在数值计算少数三能级原子对光子的克隆时,在全空间计算量子态的演化需要处理的数据量比在各自子空间计算要大1个数量级.     

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Schr〖AKo¨D〗dinger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.     

Continuous generation of single photons with controlled waveform in an ion-trap cavity system

The controlled production of single photons is of fundamental and practical interest; they represent the lowest excited quantum states of the radiation field, and have applications in quantum cryptography and quantum information processing. Common approaches use the fluorescence of single ions, single molecules, colour centres and semiconductor quantum dots. However, the lack of control over such irreversible emission processes precludes the use of these sources in applications (such as quantum networks) that require coherent exchange of quantum states between atoms and photons. The necessary control may be achieved in principle in cavity quantum electrodynamics. Although this approach has been used for the production of single photons from atoms, such experiments are compromised by limited trapping times, fluctuating atom-field coupling and multi-atom effects. Here we demonstrate a single-photon source based on a strongly localized single ion in an optical cavity. The ion is optimally coupled to a well-defined field mode, resulting in the generation of single-photon pulses with precisely defined shape and timing. We have confirmed the suppression of two-photon events up to the limit imposed by fluctuations in the rate of detector dark counts. The stream of emitted photons is uninterrupted over the storage time of the ion, as demonstrated by a measurement of photon correlations over 90 min.     

玻色-爱因斯坦凝聚体与双模光场相互作用中光场的量子特性

目的 研究玻色-爱因斯坦凝聚体与双模光场相互作用中光场的量子特性.方法 在波戈留波夫近似下,求解系统的动力学方程.结果 双模光场与波色-爱因斯坦凝聚体相互作用过程中,光场的两正交分量交替呈现周期性压缩现象,光子是聚束的.结论 模间相关恒为非经典相关.