基于光机械系统的质量探测器

光机械系统在精密测量方面的应用关键是基于纳米机械振子与高品质光学腔之间的强耦合.利用光学腔耦合纳米机械振子的同时通过库伦力耦合另外的一个带电纳米机械振子,并利用双模光力诱导透明等量子特性,发现第二个纳米机械振子随着附加质量的不断增加,两个透明窗口之间的距离(透射光频率之差)不断减小,根据此关系可精密测量附加在第二个纳米机械振子上微小物体质量.     

双模光场光子数叠加态的压缩性质及量子统计性质

在单模光子数叠加态的研究基础上，进一步考虑了双模光子数叠加态情况。研究了双模光子数叠加态的压缩性质和量子统计性质，讨论了叠加态中粒子数、粒子数差、叠加态系数及叠加相位差对压缩性质及量子统计性质的影响，并将其结果与单模叠加态进行了比较。研究表明：双模单光子叠加态和双模双光子叠加态均存在和压缩，但只有双模单光子叠加态存在一般压缩。     

利用回音壁微腔系统克服量子点能级自然分裂

用一种全量子理论方法研究了一回音壁微腔-V型三能级量子点系统之间的耦合.量子点分别由基态、左圆极化激子态和右圆极化激子态构成,两简并回音壁腔模分别与左激子跃迁模和右激子跃迁模相耦合,其耦合率分别为gL和gR.在实空间里,我们推导了透射模与反射模的精确解,并得出其数值结果.结果显示了复合系统的耦合动力学特性;更重要的是,我们可以通过设计微腔得到合适的微腔反向散射率?,利用双模与量子点强耦合,就可以克服双激子能级精细结构的分裂(FSS).     

应用单模腔场中的超导量子干涉仪制备n比特W态的简单方案

提出了一个制备n比特W态的简单方案,利用一个单模腔场与放置在其中的n个超导量子干涉仪发生共振相互作用,且共振相互作用的耦合强度远大于其他作用的强度,此时,超导量子干涉仪其他能级与腔模间的相互作用可以忽略,这样,仅通过一步时间演化就可制得n比特W态.并且在衰减强度和耦合强度相接近时,仍然可以成功制备n比特W态.     

基于线性光学系统的W态融合研究进展

大尺度纠缠W态是量子信息处理的重要资源,拓展和融合方案是制备大尺度W态的有效方案.与拓展方案相比,融合方案更加高效,可一次性融合两个大尺度的W态而得到一个更大尺度的W态.简要综述几种W态融合方案,并着重阐述弱交叉克尔非线性系统和量子点-微腔耦合系统中不借助受控门的W态融合方案及其物理原理,最后给出总结与展望.     

基于多模腔光力系统的纠缠研究

基于由3个机械振子模和单模腔场组成的四模腔光力系统提出实现任意两个玻色模间稳态纠缠的理论方案.利用光学腔模和腔内3个机械振子模相互作用,通过调制驱动腔模的光场,获得系统类分束器相互作用有效哈密顿量,进而实现对非定域Bogoliubov模的冷却,并获得任意双模间的稳态纠缠.利用数值模拟方法系统讨论了振子频率、振子耗散、外驱动场对稳态纠缠的影响,结果表明:振子间频率适当的失谐有利于增强彼此间的纠缠,与压缩效应相比冷却效应起主导作用,这和三模腔光力系统中冷却效应和压缩效应相互竞争不同.     

基于三腔光力系统的单向放大器

单向放大器是经典和量子信息处理中非常重要的非互易性器件.提出了一种基于三腔光力系统实现单向放大器的方案,其中3个不同的腔场通过辐射压力分别耦合于1个共同的机械振子,并且有2个腔直接耦合起来便于实现非互易性传输.通过求解线性化的量子郎之万方程,解析地给出了实现单向放大的条件,并详细研究了不同腔模之间传输的透射率随入射信号的频率以及有效光力耦合强度的大小和相位差等物理量变化的情况.研究发现,该系统在机械振子的增益和量子相干效应的共同作用下可以实现信号的单向放大.     

耦合腔光机械系统中两个机械振子的态交换

本文研究了一个由光纤连接的两个法布里-帕罗腔所组成的耦合光机械系统,每一个腔都是由一个固定的镜子和一个移动的镜子组成,移动的镜子可以看作机械振子,同时,这两个腔模都被经典激光场驱动,则在腔场与腔场之间,镜子与腔场之间,以及经典激光场和腔场之间都会产生相互作用。通过变换绘景、绝热剔除、旋波近似忽略高频项等量子光学的处理方法消除哈密顿中的两个腔模,得到了两个声子模之间有效的哈密顿;在假设两个机械振子的初态是相干态的情况下,解析出两个耦合的机械振子能够进行态交换;最后,为了验证解析结果,数值模拟了系统量子态的保真度,模拟结果表明,解析结果与数值模拟是自洽的,两个机械振子之间可以周期性地进行态交换。     

在微腔中利用超导量子干涉仪实现GHZ纠缠态

在这里，我们提出一种实现多粒子的Greenberg Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态方案。是将超导量子干涉仪植入单模微腔中，在大失谐的情况下完成纠缠态的制备。在这种方法中，GHZ能被制备而不需要任何测量。在整个制备过程中微腔和超导量子干涉仪是没有信息交换的，因为腔一直处于真空态，没有任何光予，这样对腔的品质因数要求就比较低。     

腔光力体系中非经典振动态研究进展

腔光力学描述了腔中电磁场和力学谐振器之间的相互作用,其在精密测量方面有着广泛的应用.近年来,随着微加工处理与实验技术的发展,不同腔光力体系中的诸多非经典量子现象被揭示,这对于探索宏观体系的量子现象、实现量子提高的超高精密测量以及相关量子信息处理等有着重要的意义.本综述简要阐述了近年来有关腔光力学中振动非经典态的研究,主要内容包括:腔光力学基本理论、腔光力振子基态冷却、腔光力体系中高斯和非高斯非经典振动态以及腔光力学在基础物理和实际领域中的潜在应用,这对于后续进一步探究腔光力体系中新奇量子现象起到促进作用.