Jaynes-Cumming模型中几种量子纠缠测量熵的比较

通过求解二能级Jaynes-Cummings模型,得到J-C模型中原子与光场的约化密度矩阵,并通过原子与光场的约化密度矩阵计算量子线性熵、von Neumann熵与原子Wehrl熵,给出熵随时间的演化关系,利用上述三种量子熵分别对量子纠缠进行测量,并分析系统量子熵与系统量子布洛赫球面结果的关系,研究发现上述三种熵随时间演化结果相似,都可以作为量子纠缠的测量理想的工具。     

皮秒亮基孤子态Jaynes-Cummings模型量子场熵演化特性

基于皮秒亮孤子态光场中光子的定域产生和湮没算符与自由光场中光子的产生和湮没算符一样,从而仿照标准Jaynes-Cummings(简称JC)模型,利用Von Neumann量子约化熵理论研究了皮秒亮基孤子态光场与单个理想二能级原子单光子共振相互作用系统中量子场熵的时间演化特性,通过数值计算详细讨论了初始光强及场与原子之间耦合强度对量子场熵演化特性的影响。结果表明:初始光强不仅影响量子场熵演化的最值和振荡幅度,而且影响场熵演化的平均值,而场与原子之间的耦合强度影响量子场熵演化的周期和其无规则振荡的剧烈程度。     

单模真空场-耦合双原子系统的量子场熵演化特性

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场熵的演化特性.结果发现:在这个系统中,光场的量子场熵呈现出周期性振荡的双峰及多峰结构,特别是随着原子间偶极-偶极相互作用的增强,原子-原子间的量子纠缠程度逐渐减弱;随着初态中两原子同时处于低能级几率的增大,光场量子场熵的幅值逐渐降低,特别是当两原子均处于低能级时,光场与原子间几乎长时间退纠缠;场-原子间的耦合强度对光场量子场熵的演化周期有很大影响,随着场-原子间耦合强度的增大,光场量子场熵的演化周期明显减小.     

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.     

压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子纠缠

用Von Neuman熵研究了压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子体系的量子纠缠特性，讨论了初始压缩真空场的压缩度以及运动原子的场模结构参数对该量子体系纠缠特性的影响。结果表明，原子的运动使系统纠缠度的演化具有严格的周期性；在初始压缩度较大（r〉3）时，除了一些消纠缠点外，系统将长久停留在最大纠缠态，场模结构参数的增大将导致消纠缠次数的增多。     

光源场熵的计算与性质研究

本文利用Karhunen—Loeve展开,在光源空域内对光源场互谱密度进行量子谐振子模分解,发展了一种计算光源场熵的新方法,并精确计算了高斯Schell模光源场的熵,讨论了光源场熵与光源全相干度,光源场模数的关系。     

原子质心运动和场模结构对场熵压缩特性的影响

利用量子信息熵理论,研究了J-C模型中原子质心运动和场模结构及光场的初始平均光子数对场熵压缩特性的影响,结果表明:原子质心运动导致场熵压缩的周期性演化,场模结构参量决定其周期的大小;随着场模结构参量的增大,场熵压缩的演化周期缩短,压缩时间延长;适当选择系统参量,可获得持续的熵压缩效应.     

Kerr介质中耦合全同V型三能级原子与真空场作用场熵的量子性质

利用全量子理论,研究了真空场与耦合全同V型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性。讨论了系统初始状态、原子间偶极相互作用和Kerr介质的三阶非线性系数对场熵演化特性的影响。 数值计算结果表明：初始时刻原子基态和激发态处于合适的叠加态时,场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度与原子间的耦合常数、Kerr介质的三阶非线性系数有很大关系。由此可见,场熵敏感于系统初始时刻原子的状态。     

双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统场熵的演化特性

利用全量子理论,研究了双光子过程双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统(Tavis-Cumming 模型)场熵的演化特性,讨论了双模压缩真空态压缩因子、原子初始状态、原子间偶极-偶极相互作用强度和原子-光场耦合常数对场熵演化特性的影响.     

激发相干态光场与级联型三能级原子相互作用的场熵与场的线性熵演化特性

本文研究了激发相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵及场的线性熵的演化规律，结果表明：场熵和场的线性熵随时间的演化规律基本相同，二者均具有明显的振荡特性，随着光场参数α值或m值的不断增大，场熵和场的线性熵的演化均呈现量子崩塌和复苏现象，且它们随α值增大的变化比随m值增大的变化要快得多，即场熵和场的线性熵更敏感于α值的变化。     

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用量子约化熵研究了Ⅴ型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性.分析了光场的失谐量、平均光子数、原子的初态及光场纠缠度对场熵的影响.结果表明:增大失谐量或光场强度,场熵都能呈现出崩塌 - 回复现象,并且回复的周期也逐渐增大,而失谐量增大,场熵的平均值减小,光场增强,场熵的平均值增大;原子初态处于激发态或叠加态比基态的场熵平均值大;增大双模光场间的纠缠度,场熵的平均值和振幅都有所减小.     

双模压缩真空态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠

研究的系统为双模压缩真空态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的双模压缩真空态与凝聚体间的纠缠以及双模压缩真空态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响.     

Stark位移对混态J-C模型中熵和纠缠的影响

考虑一个二能级原子与单模热光场经由双光子过程耦合,采用量子约化熵研究了原子和场的约化熵变化规律,用共生纠缠度(Concurrence)研究了原子与场之间的纠缠演化。借助于数值计算方法,详细分析了在混态J-C模型中,Stark位移和平均光子数对约化熵变和纠缠的影响。结果表明在Stark位移影响下,原子和光场的约化熵变化量均减小。选择适当的原子初态,可以使得原子的约化熵和光场的约化熵发生交换。此外,考虑Stark位移时,原子与光场之间纠缠的最小值增大,原子与光场不再出现退纠缠态。     

二项式光场与级联型三能级原子相互作用的场熵演化特性

研究了二项式光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵的演化规律,结果表明:场熵随时间的演化是振荡的,并受到光场参数η和M的影响,且η和M对场熵的影响相类似,随着η值或M值的不断增大,场熵振荡的周期性被破坏,最大值和平均值增大,场与原子的总体关联程度增强;当ηM的值较大时,场熵的演化振荡出现崩塌和复苏现象,演化曲线受到一个"载波"的调制作用.     

与双模压缩真空态作用的运动原子熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了双模压缩真空态与运动原子相互作用中,运动原子的信息熵压缩.讨论了运动原子初态处于任意态时,原子运动速度、场模结构和场压缩参量对原子信息熵压缩的影响.结果表明,通过选择原子初态,原子运动速度、场模结构,场压缩因子和场压缩相位角可以分别控制原子信息熵压缩的偶极矩分量值、压缩频率、压缩幅度和压缩方向.选择适当的系统参量,运动原子可呈现长时间的持续熵压缩.原子初态的混合度对运动原子的信息熵压缩几乎没有影响.     

双光子Jaynes-Cummings模型中光场的熵压缩

研究传统的光场压缩效应一般从海森伯(Heisenberg)测不准关系出发,应用均方根(RMS)偏差量度光场的量子涨落.由于均方根偏差只涉及光场密度矩阵的二阶统计矩,在许多情况下,这种物理量不能精确量度光场的量子涨落.海森伯测不准关系是熵测不准关系的一个特例,可用熵量度光场正交分量的量子涨落.依据熵测不准关系,建立了光场熵压缩的概念.研究了双光子杰内斯-卡明(Jaynes-Cummings(J-C))模型中光场的熵压缩规律.对比发现,熵指数δxf(t)比均方根偏差△xf(t)更敏感于光场的压缩效应,是量度光场的压缩效应的高灵敏度物理量.     

SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统中的场熵演化特性

利用双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统的态函数导出了场熵的计算公式,研究了初始光场参量和原子与光场间的耦合系数对场熵演化的影响.数值计算表明:随着初始场q和ζ参量的增加,场熵的均值逐渐增加,振荡频率增大,场熵演化的周期性随ζ的增加渐趋明显,但振荡幅度却明显减小.同时,随耦合系数的增大,场熵演化曲线的均值变化不明显,而其振荡频率急剧增大,振荡幅度也有所减小且趋于稳定,场熵敏感于原子与光场耦合系数.