孤立原子和双模腔内原子之间的纠缠突然死亡研究

通过计算并发度和线性熵研究了初始处于纠缠态的两个两能级原子与双模场相互作用系统的纠缠动力学特性,讨论了原子初始纠缠度和腔场初始纠缠度对并发度的影响。结果表明,两原子之间的纠缠出现纠缠突然死亡(ESD)现象,纠缠死亡持续的时间长度和原子初始的纠缠度无关,然而依赖于腔场初始纠缠度;在整个时间演化过程中,两原子和腔场之间一直保持着纠缠状态。     

双模腔场中两原子纠缠的动力学性质

研究了由两个初始处于类贝尔纠缠态的二能级原子与双模粒子数场组成的相互作用系统中,腔场参量、环境及能量转移对两原子纠缠化特性的影响。结果表明:两原子之间的纠缠演化呈现周期性,两原子的纠缠初态、原子之间的偶极相互作用和双模粒子数场中的光子数对其有着显著的影响。同时发现当双模光场均为非真空场时,两原子的纠缠会出现猝死现象,原子之间的偶极相互作用对该现象的产生具有抑制作用,强偶极作用能维持两原子间的纠缠量一直保持比较大的状态。进一步分析了两原子子系统的纠缠演化与原子-光场纠缠演化的关系,指出纠缠猝死现象发生时所暂时失去的纠缠量被转移给了环境。在文末,对两原子子系统纠缠度随时间的变化与两原子能量变化之间的联系进行了比较直观的说明。     

经典激光场驱动下的两量子比特纠缠动力学

利用超算符的方法研究了在经典激光场驱动下,分别囚禁在两个独立腔中的两个二能级原子的纠缠动力学。结果表明：两原子纠缠与腔场相干态的初始值无关,并且在腔场耗散比较小的时候,经典光驱动场会加速两原子的纠缠突然死亡,但是在腔场耗散比较大的时候,经典驱动场可以保护原子纠缠免于突然死亡。这说明即便在“坏”腔中,我们也可以通过加经典驱动场来避免原子纠缠突然死亡。     

V-型三能级原子与双模腔场模型中的量子纠缠交换方案

基于纠缠交换,提出了一种利用V-型三能级纠缠原子系统与纠缠双模腔场部分相互作用产生最大纠缠态的方案.在该方案中,只需测量单个原子态而无需联合测量,就能实现初始没有任何相互作用的原子与腔场间的纠缠.在原子与腔相互作用过程中,腔只被虚拟激发且腔和原子之间无能量交换,因此大大放宽了系统对腔品质的要求.结果 表明,当原子与腔场之间的相互作用时间为1.4675×10-5s时,可以得到保真度为92.8％的最大纠缠态.此外,还对该方案的可行性进行了讨论.     

Tavis-Cummings模型中两原子纠缠的时间演化

基于两个子系统的复合体系的纠缠度可以用复合体系密度矩阵的部分转置矩阵负本征值来定义的特性,利用数值模拟方法研究了与单模粒子数场进行相互作用的Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的时间演化.当考虑两原子初始处于混态时,结果表明,粒子数场的初始态、两原子的初始态以及两原子与粒子数光场的耦合常数的大小都对两个原子间纠缠度的时间演化特性有着显著的影响.     

纠缠双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠

利用全量子理论,研究了双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠特性,分别讨论了相干态振幅参量、光场压缩参量和耦合系数比值对系统场熵和原子相对熵演化的影响.结果表明： 当相干态振幅参量为零或很小时,两原子间纠缠度随时间演化规律和场-原子纠缠度随时间演化规律几乎相反,场-原子间的纠缠削弱了两原子间的纠缠.随着相干态振幅参量增大或光场压缩参量减小,在一定时域内,两原子处于稳定的纠缠态,并且这个时域逐渐变长,同时原子-原子平均纠缠度值增大,而场-原子平均纠缠度值减小.耦合系数比值（原子之间偶极-偶极相互作用）的增大会减弱原子与场之间的作用,使两原子始终处于最大纠缠态.     

双模腔场中两Λ型三能级原子的纠缠演化

研究了2个纠缠的Λ型三能级原子与双模量子腔场的喇曼耦合模型,利用部分转置矩阵负本征值的方法,计算了两原子纠缠随时间的演化.结果表明:两原子纠缠演化呈现周期性,并且演化规律受到两原子初始状态、腔模初始光子数的影响;对于特殊的原子初态,两原子会一直处于最大纠缠而与光场初始光子数无关;与Tavis-Cummings模型相比,本模型中两原子的纠缠可以保持更长时间.     

高斯型耦合Tavis-Cummings模型的纠缠特性

研究了高斯型耦合Tavis-Cummings模型的量子纠缠特性,利用量子约化熵研究了相干光场-双原子之间的纠缠,利用Negativity熵研究了两原子之间的纠缠,运用数值计算方法讨论了原子垂直于腔轴的运动速度和系统的初态对场-原子以及原子-原子纠缠的影响.结果表明,两种纠缠具有相似的时间演化规律,但对应于同一时刻,场-原子间的纠缠越强,两原子间的纠缠越弱.原子的运动速度对纠缠具有明显的调制作用;光场的初始光子数越大,熵的Rabi振荡频率越大,振幅越小;而改变原子的初态时,熵的时间演化规律是相似的.     

类W态原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠动力学

采用Negativity熵度量两体纠缠,通过数值计算研 究了类W态原子与耦合腔相互作用系统中 两原子间的纠缠。讨论了描述原子初态的参量变化和腔场间耦合系数对两体纠缠的影响。考 虑对腔外原子 进行选择性测量,通过比较测量前后腔内原子间的纠缠,研究了原子态选择性测量对纠缠的 影响。研究结 果表明:随囚禁在耦合腔中的两原子间初始纠缠度增大,腔中的两原子间纠缠增强;随腔场 间耦合强度的 增强,原子间纠缠也增强。另一方面,对腔外原子进行选择性测量,可提高腔内原子间的纠 缠。     

原子-光场耦合的线性调制对原子纠缠的影响

研究由两个相同的二能级原子和一个单模量子化腔场组成的系统中,两原子初始处于纠缠态时,原子与光场的耦合系数随时间线性变化对纠缠的影响。结果表明：初始纠缠的保持时间与耦合系数的线性调制密切相关。较耦合系数为常数的情形而言,当耦合系数的变化比较平缓时,耦合系数线性调制下的初始纠缠消失的时间被大大延迟;当耦合系数的变化很急促时,两原子的初始纠缠将很快消失。     

偶极相互作用对T-C模型中原子纠缠突然死亡的影响

求出了初态为x态时Tavis-Cummings模型中两个有偶极相互作用原子的共生纠缠度, 分析了偶极相互作用对纠缠的时间演化和纠缠突然死亡(ESD)的影响, 以及共生纠缠度与原子间相互作用能的关系. 结果表明, 偶极相互作用对原子间的纠缠和ESD有显著的影响, 会改变纠缠度的振荡周期和振幅, 使出现ESD的时间间隔和次数减少. 原子间的共生纠缠度与原子间相互作用能有着明显的对应关系, 这种关系与原子的初态有关.     

三Jaynes-Cummings模型中原子的纠缠特性

考虑初始处于类GHZ态的3个全同二能级原子1、2和3,它们分别与空间分离的单模光腔发生共振相互作用的情况。利用Jaynes-Cummings模型给出了系统态矢的演化。采用纠缠张量方法,通过数值计算研究了3个原子体系的三体纠缠量和三体中两两间的纠缠量的演化。研究结果表明,随原子初态纠缠度的增大,原子间三体纠缠和两体纠缠均增强。     

单模真空场中两个耦合二能级原子纠缠的时间演化特性

研究了单模真空场中两个耦合二能级原子纠缠特性.运用密度矩阵方法,得到两能级原子约化密度矩阵.借助于共生纠缠度,研究两个耦合二能级原子纠缠的时间演化规律,讨论原子间偶极作用对原子间纠缠的影响.结果表明:原子间的偶极作用导致纠缠度的减少和时间演化周期的增加.     

Tavis-Cummings模型中运动原子的量子关联动力学

通过数值计算的方法,研究了T-C模型中两运动原子与粒子场相互作用时两原子的量子关联。讨论了两原子的初始量子纠缠和腔场的光子数及原子的运动对两原子量子纠缠和量子失谐的影响。结果表明：初始量子纠缠不同,两原子的量子纠缠和量子失谐的演化不同;光子数的增加,两原子的量子纠缠出现猝死和恢复现象,而量子失谐保持非零,同时量子纠缠和量子失谐变化的更快;考虑原子的运动时,量子纠缠和量子失谐周期性演化,场模结构参数的增大,量子纠缠和量子失谐的演化周期变小。通过演化曲线发现,量子纠缠和量子失谐的演化具有相似性。     

耦合量子比特退纠缠的研究

在马尔科夫环境下,利用共生纠缠度,研究了耗散环境中耦合量子比特纠缠态及纠缠突然死亡的性质。研究结果表明：(1）纠缠动力学演化与系统的温度、初始纠缠度及初始量子态密切相关;（2）在一般情形下,由于环境的影响,纠缠突然死亡总会发生;通过数值模拟,发现存在一个特定的区域,在这区域内系统的纠缠度衰减的很慢。在零温度近似下,给出了具体的纠缠突然死亡条件和计算纠缠突然死亡时间的表达式。     

非简并双光子Tavis-Cummings模型中的纠缠演化

研究了两对非相互作用、空间分离的原子在双模腔场作用下的三体和两体纠缠动力学行为。对非简并双光子Tavis-Cummings模型进行了研究,通过数值计算分析了纠缠初始状态、原子与腔场以及光纤模与腔场的耦合强度对纠缠的影响。结果表明:纠缠初始状态对原子间的纠缠有显著影响;较大的场和光纤模的耦合强度可以实现原子与原子间最大纠缠的转移;较大的原子与腔场耦合强度有助于两原子与腔场构成三体纠缠。