Raman型原子—腔场系统N-qubit原子态的隐形传送

利用全量子理论,对简并A型三能级原子与单模相干态的相反态腔场之间的Raman相互作用进行了详细研究.在此基础上,提出了利用简并A型三能级原子与腔场之间的Raman相互作用,来隐形传送N-qubit未知原子态的新方案.     

概率隐形传送原子态的腔QED方案

提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统，利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态，方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间．隐形传态的成功概率等于作为量子通道的叠加态的较小系数的模方的两倍。     

利用非Bell基测量实现三粒子W态的隐形传送

研究非Bell基测量的未知三粒子W态的隐形传态方案.先利用原子和腔场的共振相互作用制备未知三原子W态.接着,利用两原子同时在强经典驱动场驱动下和单模腔场发生相互作用,产生态的演化,来制备EPR对量子信道.最后利用和制备量子信道同样的方法来实现未知三原子W态的隐形传送.在传送过程中,可忽略腔场热作用和腔延迟作用的影响.传送成功的总几率为1.     

Schroedinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性

研究了初始处于Schroedinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性。通过数值计算，讨论了光场强度和相干态相位角对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响。结果表明：在弱场情况下，不存在偶相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩，但存在奇相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩。在相同的条件下，不存在偶相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩，存在奇相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩。在强场情况下，三种不同的光场分别与纠缠态原子相互作用，两种压缩现象均不存在。     

Schrdinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性

研究了初始处于Schrodinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性。通过数值计算,讨论了光场强度和相干态相位角对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响。结果表明:在弱场情况下,不存在偶相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩,但存在奇相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩。在相同的条件下,不存在偶相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩,存在奇相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩。在强场情况下,三种不同的光场分别与纠缠态原子相互作用,两种压缩现象均不存在。     

利用Λ型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送，尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用。提出了一种隐形传送两比特未知原子态方案。在此方案中，用一个三粒子纠缠态作为量子信道，传送两比特未知原子态。     

利用∧型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送,尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用。提出了一种隐形传送两比特未知原子态方案。在此方案中,用一个三粒子纠缠态作为量子信道,传送两比特未知原子态。     

制备多模Schroedinger猫态的一种新方案

提出一种制备多模相干态的叠加态,即Schroedinger猫态的方案,在这个方案中,一个V型三能级原子被注入多个处于相干态的腔。通过Raman相互作用,使整个系统处于纠缠状态,然后对原子进行探测,测腔场组成系统将坍缩到多模Schroedinger猫态。在一定的条件下,这个猫态等同于一个GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态,可用来检验局域理论。     

Schr(o)dinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性

研究了初始处于Schr(o)dinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性.通过数值计算,讨论了光场强度和相干态相位角对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响.结果表明:在弱场情况下,不存在偶相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩,但存在奇相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩.在相同的条件下,不存在偶相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩,存在奇相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩.在强场情况下,三种不同的光场分别与纠缠态原子相互作用,两种压缩现象均不存在.     

一个特殊五粒子纠缠态的制备方案

实现不同的量子信息过程通常需要不同的纠缠态,一个特殊的五粒子纠缠态已被证明可用于量子隐形传态、量子态共享以及量子密集编码等多个量子信息过程.基于腔量子电动力学,提出此特殊五粒子纠缠态的制备方案.选择原子和腔场处于一定的初始态,让多个原子在腔场中发生相互作用,选择相互作用时间,通过经典的幺正变换实现将五个原子制备于特殊的纠缠态.整个制备过程中原子和腔场之间没有能量的交换,无需进行任何量子测量,这使得该方案在实验上更易实现.     

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。     

Tavis-Cummings模型下利用W态与GHZ态远程控制原子的布居差演化

考虑三个二能级原子（A、B和C）初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化。结果表明：选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征。     

用叠加相干态腔场控制纠缠原子的偶极压缩

考虑初始处于EPR态的两个二能级原子A、B,将B原子注入处于叠加相干态的腔中,演化一段时间后,对B原子进行选择性测量.通过计算分析得出了光场强度和相干态的叠加系数对原子A偶极矩影响的规律,发现在一定条件下可使与光场没有直接相互作用的原子偶极矩产生压缩.     

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.     

量子信息中的腔QED方案简介

在量子信息领域，腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展，越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现，例如，纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里，我们将腔-QED的发展作一综述。腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用。根据原子的跃频率和场模频率的关系，我们可以将上述相互作用分为两大类：共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大)。从这两不同的方案出发，我们都可以实现；纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建。但是在共振相互作用中，量子信息处理过程对腔的Q值要求很高，这就使得实验实现很困难。而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低，使得实验实现成为可能。通过比较，我们认为，大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景，使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能。     

腔QED中cluste相干态的产生

提出一个在腔QED中产生cluster-type的纠缠相干态的方案。基于三能级Λ型原子和双模腔场之间的大失谐相互作用下,原子的自发辐射可以被忽略。此外,腔场的初态是真空态。在这个方案中,对原子进行测量后,能够产生腔场的cluster型的纠缠相干态,并讨论了实验的可行性。     

纠缠原子与光场作用体系的压缩特性

研究了Kerr介质中初始处于纠缠态的两二能级原子与相干光场相互作用体系的压缩特性.通过数值计算,讨论了原子偶极间相互作用耦合常数和Kerr介质与单模腔场相互作用的耦合强度对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响.结果发现在弱光场情况下,纠缠态原子偶极间相互作用和Kerr介质与光场作用越强,都使原子偶极振幅压缩现象从压缩状态退缩到无压缩状态;在强光场情况下,纠缠态原子偶极间相互作用越强,光场振幅压缩次数增多、振荡频率变慢;Kerr介质与光场作用越强,光场振幅压缩次数减少、振荡频率变快.