在外场作用下三量子比特量子纠缠演化特性的研究

采用相干态正交化展开方法,对三量子比特的纠缠度影响因素进行了分析研究,并运用数值计算,结合解析解,在光场初态为真空态的相互作用过程中,对三量子比特的纠缠情况进行了研究.分析了三个全同的量子比特纠缠度随光场频率的变化规律以及光场量子比特耦合强度对三量子比特纠缠度的影响.研究结果表明,三量子比特的本征能量和共生纠缠度随光场频率、时间got的演化与耦合强度有关,而三量子比特的本征能量和共生纠缠度随时间gt的演化与耦合强度无关.     

原子玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统的保真度

利用全量子理论和量子信息中的保真度理论,研究了玻色 - 爱因斯坦凝聚原子与二项式光场相互作用系统的保真度.讨论了原子间相互作用强度,处于基态时超冷原子数和光场参数的不同取值对系统保真度的影响.结果表明,通过改变原子间相互作用强度和基态原子数可以改变系统保真度的幅值和振荡周期,而光场参数的改变只影响保真效果.适当选取参量可以得到较好量子信息保真.     

单模辐射场与Ⅴ型三能级原子依赖强度耦合系统光场的量子特性

利用全量子理论,研究了单模光场与Ⅴ型三能级原子依赖强度耦合系统的非共振相互作用系统中光场的二阶相干性质和光场压缩性质.分别讨论了初始光场的平均光子数和失谐量对光场量子特性的影响.     

级联三能级原子与二项式光场耦合系统的量子信息保真度

本文研究了二项式态光场与级联三能级厚子相瓦作用系统中原子，光场和整个系统的量子信息保真度的时间演化规律，讨论了光场参数和失谐量对量子信息保真度的影响。结果表明：原子、光场及系统的量子信息保真度依赖于光场的统计特性．通过调节光场参数值，可逐步建立起原子和系统量子信息保真度时间演化的崩塌与回复．并可获得较高的保真度。     

与Λ型原子互作用的二项式光场的量子特性

运用全量子理论,研究了∧型三能级原子与二项式光场相互作用过程中光场的量子特性;讨论了∧型三能级原子初始状态和二项式光场系数对光场压缩和二阶相干度特性的影响.在选择较小的原子失谐量γ和二项式光场系数η时,光场表现为光子聚束效应和反聚束效应交替出现,若上述参量较大时,光场呈现完全的反聚束效应;适当选取△和η,在一定时域内耦合系统光场的X<,1分量将呈现出压缩效应.表明二项式光场与∧型三能级原子作用时,光场在一定条件下将处于压缩态,且可呈现出持续的反聚束特性.     

多光子跃迁过程中的量子衍射与量子相干控制

从理论上解释了利用相位调制光场如何实现多光子跃迁的量子相干控制。在弱场作用下研究了几种整形激光脉冲形式与二能级原子系统的相互作用过程,研究了整形激光脉冲作用下双光子过程中的量子衍射效应。利用微扰理论给出了多光子跃迁过程的解析表示,根据解析表示解释了阶跃相位和余弦相位调制光场作用下多光子跃迁几率的量子相干控制。结果表明,这两种相干控制过程中都有跃迁几率消除现象,而且不同调制相位光场的作用结果对应着不同的几率消除位置。     

与级联三能级原子相互作用的二项式光场的量子特性

运用全量子理论并借助于数值计算方法,研究了与级联三能级原子相互作用的二项式光场的反聚束效应和压缩效应等量子特性,讨论了光场的初始参量对光场量子特性的影响.结果为:当初始光场处于相干态时,光场的反聚束效应间断出现,光场存在较短时间的压缩效应;当初始光场处于中间态时,光场呈现出持续的反聚束效应,其压缩效应的深度和持续时间增加;当初始光场过渡到数态时,光场仍然呈现出持续的反聚束效应,但压缩效应明显减弱直到消失.结果表明:在与原子相互作用过程中,二项式光场展现出显著的非经典性质.     

多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了不同初始状态下的二项式光场系数和原子运动速度对纠缠特性的影响.结果表明：二项式光场系数不影响场熵演化的周期性,但影响场熵峰值大小.随着原子跃迁光子数的增多,场熵演化的周期性和消纠缠现象逐渐消失.原子运动的速度影响场熵的演化周期,且影响场熵峰值的大小,而原子跃迁光子数的增大,会消弱原子运动速度对场熵演化的影响.当光场处于中间态,原子运动速度较低,且原子跃迁光子数较大时,光场与原子可以长久地处于量子纠缠态.     

压缩态纠缠与连续变量纠缠交换

首先简单描述了压缩态与纠缠态光场的概念和物理特性以及它们在量子测量与量子信息中的可能应用。随后介绍了近期完成的连续变量纠缠交换实验研究。最后对新研制的非经典光场产生系统作了扼要介绍。     

强度依赖Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度

为了研究相干光场作用下含原子运动的强度依赖Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度,采用全量子理论和数值计算的方法,推导出系统、光场及原子的量子态保真度的解析表达式,以及在不同的初始条件下相应的数值模拟结果。结果表明,在相干光场作用下,原子初始时刻所处状态、运动速度以及场模结构对体系、光场及原子的量子态保真度存在一定影响,当原子初始处于基态和激发态同权重叠加态时,原子运动速度越快,量子态保真度越高;场模结构参量越大,量子态保真度越高。这一研究结果对量子态的制备和量子关联特性方面的认识具有一定的实际意义。     

基于自发参量下转换的量子光源综述

自发参量下转换在制备量子光源等领域具有重要的研究价值。归纳了自发参量下转换的主要技术方案,讨论了不同类型(type-0,type-Ⅰ,type-Ⅱ)自发参量下转换量子光源的研究进展及其在多光子量子纠缠态和高维量子纠缠态制备等方面的应用,介绍了腔增强自发参量下转换窄线宽量子纠缠态的制备及应用,最后对各种方案所存在的问题和未来的发展方向进行了分析与展望。     

自发参量下转换光场的产生机理及其态函数研究

分析了泵浦光与非线性晶体的相互作用过程，解释自发参量下转换光场的产生根源；推导自发参量下转换双光子态的数学表达式，并给出其几率解释。     

基于相关光子定标光电探测器量子效率的基本模型

相关光子是由强激光泵浦非线性晶体的自发参量下转换效应产生的。从两方面阐述了对探测器量子效率的定标,包括对光子计数型探测器和模拟探测器。针对每一方面详细地介绍了目前主流的定标方案,并给出了其详细的理论表达式及实验方案。根据理论分析其优点及缺点,并与传统的定标方法进行比较。重点对模拟探测器量子效率的定标在不同方案下的应用范围及表达式进行总结,总结了对探测器定标的最新进展,分析了这些方法的基本思想。提出下一步研究方向及可实现的方法,展望该领域的发展前景。     

相关光子方法绝对定标光电探测器量子效率应用研究综述

相关光子是由强光泵浦非线性晶体的自发参量下转换(spontaneous parametric down conversion,SPDC)效应而产生的。文中从量子理论简要说明相关光子的产生机理以及经典光学解释。阐述了相关光子方法定标探测器量子效率的原理,对比传统定标方法,指出相关光子方法的优点。总结了该领域的最新研究进展,分析了这些方法的基本思想和各自的优缺点。提出下一步研究的方向以及可实现的方法,展望了该领域的发展前景。     

量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算（特邀）

半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体（Bose-Einstein Condensates, BEC）的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。     

量子点-聚合物纳米复合材料的光电器件研究进展

量子点因具有优异的光电特性,近年来备受关注。但量子点的规模化应用因受到其加工工艺及稳定性等因素限制而尚待开发。量子点-聚合物纳米复合材料的出现有效弥补了这一问题,将量子点分散到有机聚合物中形成纳米复合材料,集合量子点与聚合物的各自优势于一体,是解决量子点当前应用问题的一种有效方法,具有显著的发展潜力。文中介绍了量子点的主要制备技术,并在此基础上对量子点-聚合物复合材料的制备方法及其在激光器、发光二极管、光电探测器、量子点电视等光电子器件中的应用进展进行了概述,最后对其在光电器件领域的应用进行了展望。     

赝热光场的统计特性及其关联成像理论

赝热光源是关联成像的常用光源,相较量子态的纠缠双光子光源,它更容易获得并用于关联实验.赝热光和纠缠双光子有一定的相似之处,尤其是在光场的统计特性上,这一点和关联计算密切相关.当量子场为相干态或其经典随机混合时,量子光场和经典光场在统计特性上完全相同,可采用零均值高斯态对赝热光场的非相敏传播过程进行完整描述.基于这一模型,建立了赝热光场的半经典探测理论,推导了参考光路和信号光路光电流的关联计算公式,对鬼成像的分辨率和对比度以及关联成像系统的视场进行了分析.     

未知原子态经纠缠腔场信道的隐形传态

为了有效地进行原子态的量子隐形传输,提出了一个使用纠缠腔场的原子量子比特态的量子隐形传输新方案,利用位于高品质光腔中的三能级原子与腔场进行大失谐的相互作用来实现,并讨论了光腔的耗散对量子隐形传输的影响。结果表明,该方案不需要辅助原子就能将一个原子态直接传输到另一个原子上,并且在不考虑光腔损耗的情况下传输效率达到100%;对于小的衰减,对任意态的传输,其保真度都接近1.0。该研究对量子通讯的发展是有帮助的。     

T-C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用的量子态保真度

利用全量子理论研究了两个全同的纠缠二能级原子与相干态光场相互作用的量子信息保真度。结果表明:系统、原子和场的保真度随平均光子数的增加而急剧减小;系统和原子的保真度随原子间偶极—偶极相互作用增加而变大且趋于同步,但原子的保真度增大更为明显:原子初始纠缠度对三体系保真度影响并不大。     

半导体量子点敏化太阳电池的最新进展

半导体量子点太阳电池目前是一个十分热门的研究领域,在未来新能源利用领域具有潜在的应用价值。首先,介绍了几种量子点敏化电极的制备技术。然后,着重评述了CdS,CdSe和PdS量子点敏化太阳电池近年的研究进展。通过对大量最新的相关文献进行总结发现,电池的性能主要受量子点的组装技术、能带结构以及基体材料等因素的影响。最后,分析了该领域中目前存在的问题,并提出了今后研究的对策,包括采用两种量子点共敏化方法以提高光俘获效率,采用沉积钝化层的方法以降低载流子复合。