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.     

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。     

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。     

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.     

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(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.     

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。     

一维波导中并置两原子的量子纠缠

在线性离散关系下研究了一维波导中两个并列放置的原子之间的量子纠缠.为调查两原子间的纠缠度,用实空间方法计算了透射和反射光谱振幅,讨论了单光子的散射特性和纠缠态的并发性.结果表明:通过改变原子偶极-偶极相互作用可产生Fano线型的散射光谱,偶极-偶极相互作用可作为导致光谱Fano共振的一种可能的工具.通过调控原子-波导的耦合强度,量子并发也会发生Fano共振,可通过观察Fano共振推断出最大量子纠缠.     

偶极相互作用对T-C模型中原子纠缠突然死亡的影响

求出了初态为x态时Tavis-Cummings模型中两个有偶极相互作用原子的共生纠缠度, 分析了偶极相互作用对纠缠的时间演化和纠缠突然死亡(ESD)的影响, 以及共生纠缠度与原子间相互作用能的关系. 结果表明, 偶极相互作用对原子间的纠缠和ESD有显著的影响, 会改变纠缠度的振荡周期和振幅, 使出现ESD的时间间隔和次数减少. 原子间的共生纠缠度与原子间相互作用能有着明显的对应关系, 这种关系与原子的初态有关.     

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.     

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。     

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.     

Kerr效应对依赖强度耦合J-C模型中纠缠交换的影响

在多个原子分别与多个腔场发生依赖强度耦合的相互作用系统中,运用全量子理论,研究了Kerr介质对纠缠信息在原子与腔场之间周期性可逆交换传递过程的影响.结果表明: Kerr介质对初始腔场为真空态或最低Fock态组成的纠缠态等一些特殊情形不产生任何影响.而对一般Fock态|nk>(nk≠0)都会改变其纠缠信息转换的相位和周期. Kerr效应越强烈转换周期就越短,相反,可以利用选取不同Kerr介质来控制纠缠信息交换传递的快慢.另外,相位的改变也与腔场中光子数nk(k=1,2,3,…,M)有关.     

热库环境中两二能级原子的量子态保真度

研究了环境的非马尔可夫效应、原子间的偶极相互作用以及原子的本征频率同腔模中心频率之间的失谐量对原子量子态保真度的影响。研究表明：两原子初态处于纠缠态时，在非马尔可夫机制下，原子的量子态保真度可以达到较大的稳定值，特别是原子的本征频率同腔模中心频率有一定失谐量时，原子间的偶极相互作用可以明显地改进原子的量子态保真度。无论热库环境有无马尔可夫效应，两原子初态处于分离态时，原子的保真度都不理想。     

失谐下量子信息的不失真保持

利用量子信息学的观点,分析了多个"任意多模(q模)相干态光场与二能级原子发生依赖于强度的任意多光子(Nk光子)非共振相互作用"构成的联合系统.结果发现:只需控制相互作用的时间:gt=π/2,无论初始存储于腔场还是原子中的量子纠缠信息均得以完全保持.当q=1,Nk=1时,将过渡到本文作者已讨论过的单模单光子相互作用的特殊情形,其结果是,量子信息完全交换.     

二能级原子与相干态腔场之间的量子信息转移

利用二能级原子与腔场的大失谐相互作用Jaynes-Cummings(J-C)模型,提出了一种量子信息转移的方案.分别实现了单原子与单个腔场,纠缠的多个原子与单个腔场,及多个原子与多个腔场之间的量子信息的双向传递.