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.     

增、减光子压缩真空态的维格纳函数及其非经典特性

利用Fock态表象下的维格纳(Wigner)函数表示式,重构增、减光子压缩真空态的维格纳函数;依据维格纳函数在相空间中的分布规律,讨论这些量子态的非经典特性.数值结果表明:增、减光子压缩真空态的维格纳函数均出现负值,它们都是具有非经典特性的量子态;这些量子态的维格纳函数与增、减光子数k的取值有关,k取奇数时函数的负性明显大于k取偶数时的状况.此结果为这些量子态的测量提供理论依据.     

非线性光学的量子效应

简要地论述单模非经典光场的普适判据,提出两种产生光子数压缩态的途径,以及证明奇、偶相干态实际上是种宏观可识别的量子迭加态(即薛定谔猫)。     

一般薛定谔猫态

引入了一类新的量子态－一般薛定谔猫态，它由两个平均光子数不同的相干态叠加而成，同时研究了在此态上表现出的光子数分布和压缩效应，结果表明，在该态下平均光子数呈双脉冲分布形式，而压缩只出现在正交分量Y2上。     

基于催化式KL M型干涉实现非高斯 量子态的制备及非经典性研究

作为一种常见的量子资源,非高斯量子态在连续变量量子信息处理中发挥着重要作用.本文考虑单模压缩态作为输入态,通过Knill-Laflamme-Milburn(KLM)型SU(3)干涉操作后,实现一种新型非高斯量子态的制备.利用Wigner函数的相空间分布,研究发现,通过调控输入态的压缩参数和KLM模型中三个光束分离器的反射率,可以实现非高斯态的高探测概率以及获得高非经典特性.特别是,在大压缩参数和低反射率区域中,所制备非高斯态的Wigner函数呈现出明显的负部体积特征.这些研究为实现长距离量子安全通信提供了理论指导.     

基于局域压缩量子剪切制备非高斯量子态及非经典性

光场量子态的制备和操控对于量子信息处理的发展具有非常重要的实际意义.将局域的压缩操作引入到量子剪切装置中,实现将输入相干态截断为真空光,单光子和双光子的叠加形式.利用平均光子数和Wigner函数,着重研究了输出态的非经典特性.在相同参数下,局域压缩参数的增加有利于平均光子数的提高以及Wigner函数负部体积的增大.此外...     

叠加Trio-相干态及其非经典特性

引入了叠加Trio-相干态,讨论了该量子态的完备性及其光子数统计分布和Cauchy-Schwarz不等式.结果表明,该量子态存在亚泊松统计分布和违背Cauchy-Schwarz不等式等非经典特性.     

叠加激发相干态及其非经典特性

构造由两个强度相同、相位互为共轭的激发相干态叠加而成的叠加激发相干态,计算该叠加态的Wign-er函数、二阶相干度及MandelQ因子,并据此分析其非经典特性。结果表明,叠加激发相干态的Wigner函数出现负值,其二阶相干度及MandelQ因子均小于1,说明叠加激发相干态的准概率分布出现负值,其光场具有反聚束效应,光场的光子数分布呈亚泊松分布。该叠加态是具有非经典特性的量子态。     

增加光子奇(偶)对相干态的非经典特性

构造了增加光子奇(偶)对相干态并用数值模拟方法研究了它们的非经典性质.结果表明,增加光子奇(偶)对相干态都具有光子统计的亚泊松分布以及反聚束效应等非经典性质,是新型量子光场.在奇(偶)对相干态的两个场模上增加光子,都可以增强光场光子统计的亚泊松分布特性.     

中国科大成功实现世界上最大的“薛定谔猫”态

<正>记者从中国科学技术大学获悉,该校微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部成功制备出超纠缠光子"薛定谔猫"态,纠缠量子比特数目最高达到10个,刷新了纠缠态制备的世界记录。尽管"薛定谔猫"态在宏观世界并不存在,但在微观量子世界中,科学家可以用光子或原子等制造这样的状态。两个和两个以上量子比特的"猫态"就是纠缠态。     

压缩薛定谔猫态下介观LC电路的量子效应

基于介观电容存在弱耦合特性,对介观LC电路的量子效应进行了研究.研究结果表明:考虑介观电容器弱耦合效应的影响,介观LC电路将由初始的薛定谔猫态演化到压缩薛定谔猫态.并对压缩薛定谔猫态下的量子涨落进行了计算,发现压缩薛定谔猫态下磁通和电荷的量子涨落具有比薛定谔猫态下程度更高的压缩和反压缩效应.     

压缩薛定谔猫态下介观LC电路的量子效应

基于介观电容存在弱耦合特性,对介观LC电路的量子效应进行了研究.研究结果表明考虑介观电容器弱耦合效应的影响,介观LC电路将由初始的薛定谔猫态演化到压缩薛定谔猫态.并对压缩薛定谔猫态下的量子涨落进行了计算,发现压缩薛定谔猫态下磁通和电荷的量子涨落具有比薛定谔猫态下程度更高的压缩和反压缩效应.     

2010年第10期半月科技要闻

成功实现世上最大“薛定谔猫”态“薛定谔猫”态在宏观世界并不存在,但在微观量子世界中,科学家可以用光子或原子等制造这样的状态。两个和两个以上量子比特的“猫态”就是纠缠态。量子纠缠是研制具有超级计算能力的量子计算机和绝对保密的量子通讯的基础。     

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.     

任意多体高维偏振纠缠态的有效制备

纠缠态与高维量子态是量子信息科学关注的焦点,在光学领域,如何有效制备高维纠缠态是值得探讨的问题．基于交又相位调制技术,利用单光子高维空间态作为辅助,通过纠缠光子对与单光子之间的相互作用,以及多光子的干涉,可以制备出任意系数的两体高维偏振纠缠态．其成功概率由高维偏振量子态,也就是多光子干涉决定．同时,这一方案可以很容易推广到任意多体高维偏振纠缠态的制备．所制备纠缠态的灵活性,将为研究高维纠缠态的性质、多体相互作用等问题提供一定的便利．     

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.     

激发正交相干态的构建及其量子特性

利用产生算符作用在正交相干态上构造新的量子态的方法,构造了激发正交相干态。采用数值计算方法,通过对光场的两个正交分量涨落、二阶关联函数、Mandel Q参量的计算,讨论了该量子态的统计性质,并研究了产生算符作用次数和相干态平均光子数对其量子特性的影响。结果表明:激发正交相干态不呈现压缩效应,但呈现出反聚束效应和亚泊松分布性质,并且随平均光子数增大它的反聚束效应、亚泊松分布性质均减弱。另外,算符作用次数对其量子特性有重大影响,选择二次作用对增强态的反聚束效应和亚泊松分布性质有利。     

一种新定义相干叠加态的压缩特性及量子统计性质

研究了压缩相干态和真空态构成的相干叠加态的振幅平方压缩特性和量子统计性质.结果表明,在一定条件下,相干叠加态在场的两个正交分量上分别产生振幅平方压缩效应,并呈现光子聚束及超泊松分布等特性.相干叠加态的压缩效应与压缩参量及相干参数有关,相干态的相位和压缩相位也会对叠加态的非经典效应产生影响.     

关于受激发射特征的探讨

本文对受激发射的特征进行探讨:(一)、由电磁辐射全量子理论证明受激发射光子与激发光子具有相同的(k,α)态。(二)、指出电磁辐射场对相干态的平均值在光子数很大时才具有稳定的经典电磁波的类比形式,故相位相同乃是在大数光子条件下的经典近似的表现。     

相位退相干对原子和光场非经典特性的影响

研究了存在相位退相干的两能级原子与相干态光场相互作用系统,通过求解主方程得到了原子反转算符期待值和光子数分布随时间演化的表达式,讨论了相位退相干系数对原子和光场非经典特性的影响,研究表明：相位退相干系数对原子反转算符时间演化的崩塌和回复效应、光场光子数分布振荡和反聚束效应有十分显著的影响．