Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于Negativity研究了Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子初态处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子初态处于|β00〉时,两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.     

真空光学腔场诱导不同原子纠缠之研究

在大失谐条件下,使用时序算子T的二级微扰展开讨论了单模光学腔中放置不同原子时有效哈密顿量的形式;并进一步讨论了在真空光学腔场中,初态为直积态的两不同原子状态随时间的演化规律,研究的结果显示:(1)两不同原子具有|△1-△2|＞＞max(g1,g2)或△1 △2=0性质时,态在演化过程中保持仍为直积态的形式,不会出现纠缠态的情形,(2)两不同原子具有|△1-△2|＜＜max(g1,g2)性质时,态在演化过程中出现纠缠态的情形,在特定的时刻出现最大纠缠态.     

两纠缠二能级原子在真空场中的纠缠动力学

研究了两个部分纠缠二能级原子与单模真空场相互作用的纠缠动力学.利用量子约化熵研究了两部分纠缠二能级原子与单模真空场之间的纠缠动力学;利用量子相对熵研究了两部分纠缠二能级原子之间的纠缠动力学;讨论了原子偶极-偶极相互作用对系统纠缠动力学的影响.结果表明:系统呈现出周期性的纠缠动力学,纠缠的大小与周期依赖于原子之间的偶极-偶极相互作用.选取适当的系统参数和相互作用时间,可以制备原子-场最大纠缠态与原子-原子最大纠缠态.     

双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的原子偶极压缩效应

运用解Schr(o)dinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子偶极压缩特性.分析了原子体系的初态、双模纠缠相干光场的纠缠程度、初始光场的平均光子数以及两纠缠原子的相互作用强度对偶极压缩性质的影响.结果表明:若初始时刻原子处在Bell态|β00〉、|β01〉和β11〉时,不会出现偶极压缩效应.而处在Bell态|β10〉时在一定条件下可呈现原子偶极压缩效应,且偶极压缩效应与初始光场的平均光子数和双模纠缠相干光场的纠缠程度有关.     

单光子和双光子Jaynes-Cummings模型中原子间纠缠突然死亡的研究

通过计算并发度和线性熵研究了单光子和双光子Jaynes-Cummings模型中两原子系统的纠缠随时间的演化特性,分析了原子初始纠缠度和不同腔场初态对并发度的影响。结果表明,当腔场初始处于|11〉态时,两原子之间的纠缠出现突然死亡现象,纠缠死亡的持续时间依赖于原子初始纠缠度;并且发现两原子和腔场之间在整个时间演化过程中一直保持着纠缠状态。     

利用纠缠催化作用辅助恢复纠缠态转化中丢失的量子纠缠

利用局域操作的方法可以把一个初始纠缠态转化为一个目标纠缠态,在这个过程中会损失一定量的量子纠缠。文献[10]证明可以用一个附加纠缠态部分地恢复丢失的量子纠缠,但附加纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度.本文证明当不满足这一条件时,可以用纠缠催化作用辅助恢复丢失的量子纠缠.我们发现催化剂纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度。     

两EPR对原子一次性退纠缠方案

采用全量子理论方法,研究了初始在EPR纠缠态的两对两能级原子与两真空腔场的相互作用。结果表明：4原子与2真空腔系统的演化一般呈现纠缠现象,通过引人第5个原子的参与作用并对其进行选态测量,使得两EPR对的4个原子间处于退纠缠状态。     

相位退相干对T-C模型中两纠缠原子纠缠度的影响

采用全量子理论方法,研究了存在相位退相干的2个纠缠的两能级原子与真空场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明:相位退相干系数、初始两原子的状态和原子间的偶极相互作用对腔中2个原子的纠缠有着显著的影响.研究发现:考虑存在相位退相干时,两原子纠缠是一逐渐衰减的波动过程,最后趋于稳定的值,这个稳定值与开始两原子的状态和偶级相互作用有关;即使存在相位退相干,如果适当选择原子的初态,两原子会永远处于最大纠缠态.     

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.     

T-C模型中三比特完全纠缠态与W-纠缠态的产生

在两个定态全同二能级原子与单模光场共振相互作用的Tavis-Cummings模型中,原子与场间相互作用与原子间相互作用相差较大时,体系可产生三比特完全纠缠态。通过分析得出,该体系的三比特纠缠随二原子和单模场所处的初始叠加状态、二原子间及原子与光场间的耦合系数的变化而变化。特别地,在特定的初始状态下,该体系可产生W-纠缠态,而产生W-纠缠态的必要条件是原子之间的耦合要比原子与场之间的耦合小得多。     

基于最大和非最大纠缠信道一类三量子比特W态的远程制备方案

基于最大纠缠信道和非最大纠缠信道，提出了两个一类三量子比特W态的远程制备方案。在制备过程中，需要实施三量子比特的投影测量和一些幺正操作。方案的成功几率和经典信息量消耗被计算。结果显示，两个方案都能以一定几率高保真度地实现。此外，讨论了方案的特性以及进行了可行性分析。发现，当被制备态属于一些特殊态时成功几率被大大提高；方案也是切合目前的实验技术，具有可行性。     

在相干耦合原子与单模相干腔场系统演化过程中纠缠态的转移

提出了由相干耦合原子与单模相干腔场相互作用的物理模型.利用全量子理论,研究了该系统的演化过程,结果表明:在一定时间条件下量子原子纠缠态与光场纠缠态可以相互转换;还发现,适当控制原子与腔场相互作用的时间,原子纠缠态或光场纠缠态可以保持初态不变.     

利用非最大纠缠态实现未知原子态的受控传递

提出一个利用三粒子非最大纠缠态传送未知原子态的腔QED方案。这个方案的主要优点是隐形传态和纯化过程能够同时进行,而且与腔衰减和热场无关,不用预先将非最大纠缠态量子通道纯化为最大纠缠态。另外,联合BELL态测量可以转化为单原子测量。     

三维两粒子赤道纠缠态的概率远程制备

提出了一个概率远程制备三维两粒子赤道纠缠态的方案.在该方案中,用两个非最大三维两粒子纠缠态作为量子信道,通过三维两粒子的投影测量、引入辅助的三维单粒子并运用相应的幺正变换可实现量子态的几率远程制备.     

强经典驱动腔QED系统的量子纠缠演化特性

研究了强经典场驱动模型下原子间纠缠与光场间纠缠的演化特性,其中原子与光腔场发生非共振相互作用。在给定其中某一原子与其耦合光腔场的条件,通过调节另一原子与其相互作用光场的失谐量,来分析原子间纠缠出现猝死行为的区域,以及两光场纠缠相干态的产生条件。     

Programmable quantum logic gates using teleportation with non-maximally entangled states

A scheme is proposed for involving programmable quantum logic gates via teleportation,which is a unique technique in quantum mechanics.In our scheme,considering the inevitable decoherence caused by noisy environment,the quantum states are not maximally entangled.We show the implementation of single qubit quantum gates and controlled-NOT(C-NOT) gate,which are universal quantum gates.Hence,any quantum gate can be implemented by using teleportation withnon-maximally entangled states.Furthermore,two schemes in differet connections of universal gates are proposed and compared,and our results show the parallel connection outperforms the cascade connection.     

Kerr介质J-C模型中辐射光场和原子的纠缠态

本文通过对存在Kerr介质时J-C模型中的二能级原子和单模光场作用过程中纠缠态的研究,得到了Kerr介质对纠缠态纠缠性质的影响,发现Kerr介质对纠缠场的纠缠度有强烈的影响,在特定的Kerr效应下,量子态将长时间保持最大纠缠态,这一结果将有助于纠缠态的制备。     

纠缠相干态的制备

提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Remsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离的腔中实现Bell型纠缠相干态的制备。通过增加Remsey zones 和腔模就可以制备簇型纠缠相干态。原子和每个腔模的相互作用时间均为 ,其中 是原子和腔的有效耦合常数。最后讨论了方案的实验上的可行性。     

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。