非简并双光子Tavis—Cummings模型中量子态保真度及原子间关联

运用全量子理论研究了双模真空光场作用下的非简并双光子T－C模型体系中量子态保真度和原子间关联特性,讨论了不同的原子初态条件下,原子间偶极相互作用对体系中的量子态保真度和原子间关联的影响,结果表明：初始各自处在激发态的无关联的两原子在双模真空光场和原子间的偶极相互作用下呈现关联特性;初始各自处的基态的无关联的两原子在相互作用下无关联,并且系统、光场和原子三者的最子态在演化过程中不失真。     

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的量子态保真度

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的量子态保真度,运用数值计算的方法讨论了失谐量、双模光场的强度和原子分布角对量子信息保真度的影响.结果表明:原子的量子态保真度优于系统的或光场的量子态保真度,原子初始处于基态时,原子的保真度好于激发态或叠加态的情况;原子的保真度随着失谐量或双模光场强度的增大而增大;系统的和光场的保真度时间演化特性是相似的.失谐量、双模光场的强度和原子的分布角都对量子态保真度的时间演化曲线的频率有影响.     

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。     

双模压缩真空态在Tavis-Cummings模型中量子态保真度

考虑了原子的偶极相互作用,通过计算Tavis-Cummings模型下压缩真空态的保真度,阐明了在双模压缩真空态与环境(原子)通过双光子发生相互作用过程中量子信息的保真程度随时间的演化关。通过计算机模拟出两原子处于各种初态下时原子、光场和系统的保真度随时间的演化图象,分析出三者在压缩指数r、偶极相互作用常数ga和相位(?)等改变时的变化情况,结果表明r和k值的改变对于提高保真度具有重要意义。当两原子处于基态时减小r和当两原子处于一Bell基时增大都可以显著的提高体系的保真度。     

简并拉曼过程中量子保真度的演化

保真度是量子光学和信息光学中的一个重要概念，保真度的研究对量子通信和量子计算领域的发展有重要意义。运用全量子理论研究了考虑斯塔克位移的简并拉曼耦合模型中，斯塔克参数和平均光子数对量子态保真度和保真度振幅的影响，并对这种影响做出解释。结果表明，斯塔克常数越小，原子和光场的关联就越弱，系统、光场和原子的保真度就越大；平均光子数越大，原子和光场的相互作用就越强，系统和原子的保真度就越小．     

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。     

双模压缩相干态光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中原子激光的压缩效应

应用全量子理论,通过求解系统的海森堡方程,研究了双模压缩相干态光场与二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)相互作用系统中原子激光的压缩效应,讨论了原子-光场耦合系数,原子间相互作用强度对压缩频率、压缩深度的影响。结果表明,原子激光两个正交分量周期性地被压缩,压缩持续时间依赖于原子-光场耦合系数和原子间相互作用强度;最大压缩深度依赖于原子间相互作用强度和光场初始压缩因子。     

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.     

多光子跃迁下Pólya态光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度

利用全量子理论,对多光子跃迁下Pólya光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度进行了研究。分析了原子的初始状态、场模结构参数、光场最大光子数、光场参数和跃迁光子数等物理参量对系统量子态和光场量子态保真度的影响。结果表明:原子的运动速度影响系统量子态和光场量子态保真度的振荡周期;跃迁光子数选取不同,系统量子态和光场量子态的保真度表现出不同的规律。     

压缩真空场与耦合双原子Raman 相互作用系统中原子和光场的压缩性质

定义了双原子偶极矩的差压缩,利用全量子理论研究了单模压缩真空场与耦合双原子Raman相互作用系统中原子偶极矩差压缩和光场振幅平方压缩的时间演化特性,并通过数值计算讨论了光场的初始压缩参数、原子初态以及原子间偶极－偶极相互作用强度对原子和光场压缩特性的影响。     

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。     

玻色-爱因斯坦凝聚的量子操控

玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）是当前原子分子物理的一个国际前沿课题。自从1995年在激光冷却的基础上实现玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）以后,全世界已有几十个研究小组成功地获得了BEC,并取得了一批引人注目的成果。研究玻色凝聚体的动量操控是超冷量子气体研究的重要研究方向,北京大学研究小组于2004年在实验上获得铷原子玻色凝聚以来,在玻色凝聚体的超辐射散射方面作了一系列研究工作,本文主要介绍该研究组近五年来利用超辐射散射在铷原子玻色凝聚动量操控方面的研究工作。     

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。     

基于磁共振压力显微系统的量子保真度

在不同的初始态条件下,基于磁共振压力显微系统探讨两原子的量子态保真度随时间的变化。结果表明：在不同的初态条件下,保真度随时间的演化曲线不同。悬臂偏移量引起的磁场偏差以及自旋与射频磁场的相互作用使得保真度的周期大大的缩短,从而可以在更短的时间间隔内使量子信息恢复到最原始的初态。同时射频磁场可以使得量子信息在传播过程中接近理想状态。这为探测样品中的原子状态以及提高量子信息在传递过程中的准确率提供了一定的保证。     

激光场与玻色—爱因斯坦凝聚原子间的关联

本文研究在激光场与玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）相互作用过程中激光场和BEC原子的统计分布特性和它们之间的关联特性．表明激光场与BEC原子间的相互作用导致激光场与BEC原子间的关联．发现当激光场初始处于相干态，BEC原子场初始处于数态时，激光场与BEC原子在相互作用过程中可呈现非经典关联．     

辐射场中二能级原子的量子态保真度

利用半经典理论和量子理论研究辐射场与二能级原子(量子位)的相互作用,给出二能级原子的量子态保真度表达式.讨论了不同的原子初始态条件下,半经典理论中辐射场强度对量子态保真度的影响和量子理论中辐射场光子数对量子态保真度的影响.结果表明:在半经典理沦中,当原子与辐射场发生共振相互作用时,初始处于叠加态的原子的量子态保真度与辐射场强度无关;原子的量子态保真度随时间呈周期性演化,其演化的频率受辐射强度或光子数调制.此外,选择适当的失谐量,能够有效地改变量子信息的保真度.     

Quantum entanglement in a system of Bose-Einstein condensate interacting with Schr?dinger cat state

Under the condition of resonance, the entanglement of field-atom is investigated using the quantum reduced entropy. The effects of the initial field intensity, the interaction intensity between the optical field and atoms and that among Bose-Einstein condensate (BEC) atoms on the evolution of the quantum entanglement are discussed. The results indicate that when the strength of the light field is strong enough, the system of the Schro-dinger cat state optical field interacting with BEC atoms is always at the entangled state.