原子和腔场衰减对耦合腔系统中几何量子失谐的影响

本文考虑原子和腔场存在衰减的情况,研究了耦合腔系统中两子系统间的几何量子失谐.在原子和腔场衰减系数相等的特殊情况下,通过解薛定谔方程,给出了系统态矢演化规律.采用数值计算方法,讨论了原子和腔场衰减对两子系统间几何量子失谐的影响.研究结果表明:两原子间、两腔场间、以及原子和腔场之间的几何量子失谐都呈现出振幅衰减式振荡,直...     

单光子波包与腔-量子点相互作用的动力学研究

对单光子波包与腔-量子点模型相互作用的动力学过程进行了数学推导,并通过数值模拟实现了静态量子比特与飞行光子比特之间的相互转换。结果表明：由腔-量子点系统输出到光纤的光子是一个平滑的波包;通过改变激光脉冲作用时间等系统参数,可实现量子点中的原子和光子的纠缠,在此基础上,即可实现不同量子点中原子的纠缠。研究结果对解决利用腔-量子点系统来构造量子计算机的接口、制备纠缠态以及实现受控量子门等热点问题具有积极意义。     

原子-微腔耦合系统的远程量子相干及量子相变

通过原子-微腔耦合体系,在绝热近似条件下得到了系统的有效哈密顿量,实现了海森堡自旋XY模型的量子模拟过程。为了获取量子资源,基于相对熵判据分析了任意两体量子系统的量子相干性。通过严格的解析过程获得了在任意间距下两个微腔原子系统的量子相干度。随两体间距增大,远程量子相干度按幂指数规律逐渐减小。当改变系统参量时,远程量子相干度在量子临界点附近出现了数值突变现象,这为表征量子相变提供了一种可能的序参量。在考虑光场噪声对量子相干性影响后,量子相干度随着时间振荡衰减,并逐渐消失。     

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.     

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.     

耦合量子比特退纠缠的研究

在马尔科夫环境下,利用共生纠缠度,研究了耗散环境中耦合量子比特纠缠态及纠缠突然死亡的性质。研究结果表明：(1）纠缠动力学演化与系统的温度、初始纠缠度及初始量子态密切相关;（2）在一般情形下,由于环境的影响,纠缠突然死亡总会发生;通过数值模拟,发现存在一个特定的区域,在这区域内系统的纠缠度衰减的很慢。在零温度近似下,给出了具体的纠缠突然死亡条件和计算纠缠突然死亡时间的表达式。     

原子与双模腔相互作用系统中光场的量子特性

研究双模间存在耦合情况下,二能级原子与双模腔场相互作用系统中光场的压缩效应、反聚束效应和亚泊松分布等量子特性。通过对两模间耦合系数取不同值时Mandel Q函数演化曲线的比较,讨论了两模间耦合系数对光子统计分布的影响。研究结果表明,光场呈现出反聚束效应和亚泊松分布,以及两模间呈现反关联等量子特性,但光场不呈现压缩效应;另一方面,随两模间耦合系数的增大,光场的亚泊松分布效应减弱。     

半导体单量子点增益与吸收特性的研究

采用密度矩阵的方法进行数值模拟计算紧束缚态的半导体单量子点的增益与吸收行为.其动力学数值结果显示,在某些不同时刻的增益谷和吸收峰的左右分布保持不变对称性,且有上下镜像反转的现象发生;在在长时间演化中发现该量子点系统的增益与吸收发生激烈的振荡而呈现出了量子光学中典型的崩塌与复苏的有趣物理现象.     

基于半导体共振腔的量子位与量子网络构建

以半导体共振腔内光子与原子的纠缠特性作为量子位,通过半导体共振腔电动力学系统将原子态转换成光子态, 根据半导体共振腔的工作特性,提出共振腔内原子与光子弱耦合与强耦合的判断条件, 并利用外加电磁场对原子的量子态进行操控,从而完成量子逻辑门的操作,再通过各共振腔量子电动力学(CQED)系统间的纠缠进行量子位扩充,实现量子计算与量子网络。介绍微碟型共振腔与单一量子点等多种模型,有助于将量子运算与量子通讯的概念转变为半导体量子器件的研制。     

非马尔科夫环境下耦合超导量子比特纠缠态的纠缠消相干

利用共生纠缠度比较详细地研究了一个超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明：对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于零。进一步的研究结果还表明：在非马尔可夫过程中会很快地出现纠缠的突然死亡,耗散越强,纠缠的死亡越快;而在马尔可夫过程中则是缓慢地趋向纠缠的死亡。     

Influence from Cavity Decay on Entanglement Evolution of Three Superconducting Charge Qubits Coupled to a Cavity

We investigate the entanglement dynamics of a quantum system consisting of three Superconducting charge qubits （SCQs） interacting with a single-mode cav- ity field. Considering the Rotating wave approximation （RWA） and the resonance condition, we give the effective Hamiltonian of the system involving cavity decay. The dy- namical evolution is studied in terms of the entanglements in the different bipartite partitions of the system, as quan- tified by the square concurrence. With the choice of the appropriate initial states, a four-qubit W-entangled state can be obtained. We study the effect of cavity decay on various square concurrences in the system, the results show that the peak value of the square concurrence declines with the increase of cavity decay when the other parameters are fixed, but the cavity decay does not change the period of the square concurrence. We also find a natural entangle- ment transfer and entanglement invariant under evolution of the effective Hamiltonian.     

微波共振探针在测量等离子体密度中的应用

本文介绍了一种可以测量局部等离子体电子密度的微波共振探针法，并给出了它的测量原理、设计方法和实验结果。实验结果表明：由于微波共振探针不受鞘层的影响，因此它比通常的朗谬静电探针对等离子体密度的测量要精确得多。微波共振探针的空间分辨率与它的几何尺寸有关。     

Microwave Frequency Conversion Using a Coupled Cavity Surface-Emitting Laser

Microwave signal mixing is observed when two signals of different frequencies are injected into the top and bottom cavities of a coupled cavity surface-emitting laser simultaneously. The signal amplitude at the mixed frequencies can be tailored by the dc bias or the microwave signal amplitude applied to the coupled optical cavities. Signal mixing enables the generation of microwave signals at new frequencies, which can be useful for optical signal processing or frequency conversion for a high-speed data link.     

微波激励CO_2激光器波导耦合腔的研究

利用微波波导耦合腔激励ＣＯ２激光器，具有结构简单、放电阈值功率低、易调谐和阻抗匹配的特点。结合低频等效电路对腔的设计作了分析讨论，并给出了气体放电的实验结果。     

Electrical and Mechanical Properties of Strands in Superconducting Triplets

Contact resistance on strands is an important parameter for characterizing stability of cable-in-conduit conductors. We prepared triplets made of three strands with four different twist pitches (25, 50, 65 mm and untwisted). The electrical and mechanical properties of the strands were measured, after cycling 10 times with a peak force of 667 N/m. The contact area between the strands could be precisely estimated, and then the surface resistance was evaluated. As a result, the contact resistance and the surface resistance between the strands depended on the twist pitches of the wires. The results become fundamental data to simulate an electric circuit model consisting of more than one sub-cable, and also to estimate the inter-coupling losses in the cables.     

Phase Noise Reduction of Microwave HEMT Oscillators Using a Dielectric Resonator Coupled by a High Impedance Inverter

The phase noise reduction in a configuration of the HEMT oscillator with a dielectric resonator coupled by a quarter‐wavelength impedance inverter is investigated. Two HEMT oscillators for a satellite payload system are manufactured in the same configuration except for the coupling configuration of the dielectric resonator (DR) in order to empirically demonstrate the phase noise reduction. Experimental result shows that a phase noise reduction by 14 dB can be enhanced by increasing the characteristic impedance of a coupling microstrip impedance inverter.     

快回旋电子束波吸收微波能量过程的分析与计算

分析了矩形谐振腔中快回旋电子束波共振吸收微波能量的物理机理,编制了跟踪单个电子、用4阶精度龙格-库塔法求解的半自洽程序,并据此计算了微波整流器谐振腔部分的转换效率η和谐振腔输出端电子束动能的离散性。结果表明,当共振条件ωc=ω满足时,电子束非常有效地吸收微波能量,η≈99%;如果要求电子输出动能的离散性小于3%,则电子束的半径应不超过5mm。     

压电振子和水声谐振腔的耦合

对自由压电陶瓷片,组合电声换能器.600W的超声清洗器.1200W的超声发生器的振动模式频率进行了测量及互相比较.在由一对瓷片和其它金属部分构成的组合振子中.轴向模从398kHz下降至31.6kHz.从而低于径向模的谐振频率41.9kHz.在由27个组合振子构成的阵列中.居间频率范围内出现一个轴向和径向的强烈耦合模.超声清洗器水槽中深h的水是一个水声谐振腔,压电振子的谐振条件为h=(2n+1)λ/4.     

谐振腔本征值问题的多极理论分析

本文给出用多极理论分析谐振腔本征值问题,以及用多极理论分析谐振腔本征值问题的使用规则。通过数学分析,导出用多极理论分析谐振腔本征值问题的计算公式。实例计算结果表明：用多极理论分析谐振腔本征值问题不仅具有较高的计算精度,而且可方便地应用电磁工程问题的设计与计算,是一种有效的谐振腔本征值问题分析方法。