耦合腔系统双光子过程中的纠缠特性

研究原子与耦合腔相互作用系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过双光子跃迁与腔场发生共振相互作用,通过解薛定谔方程导出了系统态矢的演化规律;利用负本征值度量两个子系统间的纠缠,研究两原子间和原子与腔场间的纠缠演化,讨论了两腔场间耦合系数变化对纠缠的影响。研究结果表明:随腔场间耦合系数增大,原子间的纠缠和原子与腔场间纠缠均表现出从不规则振荡向准周期性演化的转变,当腔场间耦合系数大于一定值后它们均呈现出准周期性演化规律;而曲线平均值呈现时而增大时而减小的过程,表明它们与腔场耦合系数间存在非线性关系;另一方面,当腔场间耦合系数较小时,原子与腔场间纠缠还呈现出崩塌和恢复现象。     

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。     

腔耦合双J-C模型中原子纠缠的猝灭和猝生

研究了腔间有耦合的双J-C模型中原子纠缠的动力学, 分析了腔间耦合系数A和原子的初态对原子纠缠的猝灭(ESD)和猝生(ESB)的影响. 通过对原子间共生纠缠度的数值分析发现, 当原子初态为第一类类Bell态时, 不会出现ESD和ESB, 腔间的耦合可使原子的纠缠加大, 并能使初态为分离态的原子产生纠缠. 当原子初态为第二类类Bell态时, A的大小可改变出现ESD与ESB的时间间隔, 或决定是否出现ESD, 但腔间的耦合不能使初态不纠缠的原子产生纠缠.     

纠缠原子对Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的影响

研究了一对纠缠的全同二能级原子在初始纠缠度不同时，与单模真空场相互作用的三体量子纠缠。结果表明：初始时刻两原子间纠缠度越大，体系的三体纠缠量震荡越激烈，达到最大纠缠量次数越多；并且随原子间耦合量大于原子与场的耦合量，三体纠缠量将会减小。     

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。     

高Q腔中Stark效应对两原子纠缠的影响

利用共生纠缠度标准,研究了存在Stark效应的情况下,两个纠缠二能级原子与相干光场相互作用的纠缠动力学.分析了Stark效应耦合系数对系统纠缠动力学的影响.结果表明: Stark效应的耦合系数对两原子间纠缠度的时间演化特性有着很大影响.当Stark效应耦合系数很小时,两个原子间纠缠度的时间演化特性呈现周期性纠缠和退纠缠现象;当Stark效应耦合系数很大时,原子间退纠缠现象消失,即原子始终保持在纠缠状态.     

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。     

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.     

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。     

腔QED系统中三体纠缠的转移和动力学特性研究

通过归纳法得到共振条件下k 个独立Jaynes-Cummings (J-C)模型系统 波函数概率幅的递推关系,给出了任意初态下波函数的解析解。在此基础上重点 研究了共振条件下三个独立J-C模型系统中的纠缠动力学特性。结果表明,系统 原子间的纠缠与子系统腔场光子数有关系,光子数越多,原子间纠缠第一次死亡 的时间越快。同时发现三个子系统的腔场处于真空态时,原子间的纠缠与腔场间 的纠缠随时间的演化呈现周期性的行为,并且原子间纠缠达到最小值0时,腔场 间纠缠达到最大值1,实现了原子与腔场之间纠缠的相互转移。     

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.     

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。     

两个失谐腔中两个原子的纠缠突然死亡

在两个腔都失谐的情况下,两个原子分别与两个光场耦合的模型中,研究了初始纠缠的两个原子出现了纠缠突然死亡现象的问题.从结果可以看出:两个原子的纠缠在任何情况下都呈现明显的周期性现象;两个原子的纠缠突然死亡不仅与两个腔的失谐量大小有关系,而且还与两个原子的初始纠缠度大小有关系,同时探讨了原子和场的两个耦合系数的比值大小对两个原子的纠缠突然死亡的影响.     

耦合双原子与单模光场相互作用系统中量子信息的传递

利用全量子理论,研究了耦合双原子与单模光场的相互作用过程.结果表明:在不同条件下,量子纠缠信息在腔场与原子之间可相互传递、交换以及保持;原子间的耦合作用主要影响量子信息的交换过程.     

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.     

线性及非线性介质腔中量子纠缠动力学特征

如何抑制纠缠突然死亡现象的发生对提高量子纠缠动力学演化性能具有极大地意义,初始纠缠原子分别与非线性N-J-C模型及J-C模型进行相互作用,运用共生纠缠的度量方法分析非线性、耦合强度以及失谐量对纠缠原子动力学演化的影响,寻找避免纠缠突然死亡发生条件。在J-C模型中原子在纠缠演化中发生纠缠突然死亡现象;然而在N-J-C模型中利用介质的非线性和失谐量的影响可以避免纠缠突然死亡的发生,而且一定程度上几乎可以恢复到原子间纠缠的初始值。     

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.     

相位退相干对多光子过程中两原子纠缠的影响

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与数态光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了相位退相干系数、原子间偶极-偶极相互作用系数、跃迁光子数对原子间纠缠演化特性的影响。结果表明：相位退相干因子并不能完全破坏两原子间的相干性,而是衰减了原子间纠缠度的振荡幅度。随着偶极相互作用系数的增大和跃迁光子数的增多,两原子最终处于纠缠度值较稳定的纠缠态;两纠缠原子的相干性越好,两原子越容易达到纠缠度值较大且稳定的纠缠态。