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.     

优化连续变量量子隐形传态的保真度

利用双模压缩真空态作为纠缠通道传送相干态的保真度已有结论，研究了明亮双模压缩态作为纠缠通道时连续变量的量子隐形传态，适当选取有关参数，可较大地提高量子隐形传态的保真度，并在特殊情况下实现相干态的保真度为1的不失真量子隐形传态。     

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。     

双模纠缠相干态的von Neumann熵和纠缠

根据双模纠缠相干态的定义,研究了体系参数和von Neumann熵之间的关系。结果表明,参数μ、v和r对von Neumann熵有影响,当μ=-v且r较小时,体系的von Neumann熵较大,即体系中两个部分的量子纠缠度较大。     

连续变量系统中的纠缠与非局域性

通过场(原子)约化熵、量子相对熵研究了各种双模非经典光场(包括纠缠相干态、对相干态、双模压缩真空态)与三型三能级原子作用时的纠缠特性,讨论了原子初态和光场参数的影响,并与赝自旋算符构造的贝尔算符期待值进行了对比.结果表明:熵与贝尔算符期待值具有相似的演化趋势;相对于贝尔算符期待值,熵更易受原子相干性的影响;纠缠最大时非局域性也最大,纠缠最小时贝尔算符期待值并不是最小.在贝尔算符期待值较小时纠缠仍可能较大,这说明纠缠和非局域是量子世界中既相互关联又独立的2个不同属性.     

任意多入的量子博弈

量子博弈是量子信息学最近兴起的又一分支.杜江峰等在研究连续变量量子博弈中,利用了双模压缩态实现量子纠缠并产生优于经典的结果.我们在此基础上对于有任意多个参与者并且策略为连续的量子博弈做了研究.通过利用一多模光场,该光场是由各个光模之间两两互相纠缠形成的.利用这个方案上述结论可以推广至任意多个参与者.并且,随着纠缠度的增加他们的总收益也增加,当每一对双模光场达到最大纠缠时,他们的总收益亦将最大.     

单模算符叠加激发三模压缩真空态的量子特性

利用算符作用在参考态上构建新的量子态的方法 ,将单模算符叠加作用在三模压 缩真空态上,构建了单模算符叠加激发三模压缩真空态。利用有序算符积分技术导出了三模 压缩变换关系式和态的归一化系数。采用数值计算方法,研究了该量子态的压缩效应、反聚 束效应和双模间纠缠等特性,讨论了算符叠加系数和压缩参数对这些量子特性的影响。研究 结果表明:1) 压缩效应和纠缠量与压缩参数之间,反聚束效应与叠加系数t 之间均存在非线 性关系; 2) 随叠加系数的增大,压缩效应和双模间纠缠均增强; 3) 随压缩参数增大, 反聚束效应增强。     

两模连续变量的量子隐形传态

利用两个双模压缩真空态作为量子通道,实现了两模连续变量的量子隐形传态。计算了两模压缩真空态隐形传态的平均保真度和概率密度函数.结果表明：增大传输态的压缩参量将导致保真度的损失;测量结果的概率密度函数是两个二元正态概率密度函数的乘积,当平均保真度增加时,获得大的测量值的概率也随着增加。     

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.     

Paul阱中共线两离子量子力学问题

运用熟知的级数截断方法,设计程序计算了线性Paul阱中两离子量子门系统Schr(o)dinger方程的精确解,分析了质心波函数几个较低能级的态,并作出对应的几率分布图;计算相对距离的方均差△r2＞(h)/2,相对运动的动量方均差△p2＜(h)/2,并满足量子力学的Heisenberg不确定度关系△r.△p＞(h)/2,它满足压缩态的条件,即质心处于基态时,两离子相对位置的量子态是一个压缩态,并得到了两离子纠缠态的表达式.纠缠的存在对量子计算和量子信息有影响,量子测量的不确定度和纠缠是在实验中应加以考虑的问题.     

双模压缩真空态的一维势垒散射

提出了计算两体连续变量纠缠态散射的一种方法。证明了一维势垒与分束器等价,并计算了双模压缩真空态的一维势垒散射。计算发现,双模压缩真空态经过一维势垒散射后,将失去纠缠,但可以有非零保真度,并且保真度随压缩因子的增大而减小。     

双模真空压缩态在相阻尼情况下的量子纠缠与非定域性

研究了双模真空压缩态在相阻尼情况下的非定域动力学和纠缠特性.在得出该系统密度演化算符的明晰表达式后,我们基于"宇旋算符"而引入合适的Bell算符,从而很好的揭示了该态的非定域性.通过计算其相对熵纠缠度,我们也很好的揭示出其纠缠特性.     

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.     

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.     

双模压缩真空场与N型四能级原子双光子跃迁相互作用系统中光场的量子特性

精确求解了双模压缩真空场与Ｎ型四能级原子双光子跃迁相互作用系统的波函数，并讨论了系统中光场的压缩效应及光子的统计性质．数值计算结果表明，光场的两个正交分量的均方涨落均呈现周期性的压缩，其压缩程度与系统的初始状态有关；光场光子的统计性质也依赖于系统的初始状态，光场两模之间的相关是一种非经典相关．