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.     

双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统场熵的演化特性

利用全量子理论,研究了双光子过程双模压缩真空场与耦合双原子相互作用系统(Tavis-Cumming 模型)场熵的演化特性,讨论了双模压缩真空态压缩因子、原子初始状态、原子间偶极-偶极相互作用强度和原子-光场耦合常数对场熵演化特性的影响.     

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.     

多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了不同初始状态下的二项式光场系数和原子运动速度对纠缠特性的影响.结果表明：二项式光场系数不影响场熵演化的周期性,但影响场熵峰值大小.随着原子跃迁光子数的增多,场熵演化的周期性和消纠缠现象逐渐消失.原子运动的速度影响场熵的演化周期,且影响场熵峰值的大小,而原子跃迁光子数的增大,会消弱原子运动速度对场熵演化的影响.当光场处于中间态,原子运动速度较低,且原子跃迁光子数较大时,光场与原子可以长久地处于量子纠缠态.     

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.     

Tavis-Cummings模型下利用W态与GHZ态远程控制原子的布居差演化

考虑三个二能级原子（A、B和C）初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化。结果表明：选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征。     

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.     

双模相干场与Bell态原子多光子作用的原子布居数演化

应用全量子理论研究了非关联双模相干场与Bell态原子多光子相互作用过程中原子粒子布居差的时间演化规律.结果表明,当两原子初始处于1/√2(| ,-〉-|-, 〉)态时,原子粒子布居差恒为零;当两原子初始时刻的状态为其它三个Bell态时,原子粒子布居差的时间演化强烈依赖于原子间的偶极-偶极相互作用强度、场-原子间的耦合系数以及原子的跃迁光子数.随着原子间的偶极-偶极相互作用的增强,原子跃迁光子数的增加,原子布居差的时间演化中,Rabi振荡的频率都会明显加快,并且当原子间的偶极-偶极相互作用强度足够大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会消失.     

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。     

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.     

量子神经动力学分析

量子计算与神经计算的结合是当前人工神经网络理论发展的一个前沿课题,由此而产生的量子神经计算范式具有很高的理论价值,我们在量子理论基本原理的基础上讨论了把量子理论引入神经计算领域的可能性和可行性,并详细分析量子神经的动力学行为,为以后建立量子神经网络和研究量子神经网络的学习算法打下了坚实的理论基础.最后简单讨论了一些与量子神经计算有关的其它问题.     

Tavis-Cummings模型中运动原子的量子关联动力学

通过数值计算的方法,研究了T-C模型中两运动原子与粒子场相互作用时两原子的量子关联。讨论了两原子的初始量子纠缠和腔场的光子数及原子的运动对两原子量子纠缠和量子失谐的影响。结果表明：初始量子纠缠不同,两原子的量子纠缠和量子失谐的演化不同;光子数的增加,两原子的量子纠缠出现猝死和恢复现象,而量子失谐保持非零,同时量子纠缠和量子失谐变化的更快;考虑原子的运动时,量子纠缠和量子失谐周期性演化,场模结构参数的增大,量子纠缠和量子失谐的演化周期变小。通过演化曲线发现,量子纠缠和量子失谐的演化具有相似性。     

量子全加器构造的探讨

本文探讨了由Toffoli门和受控非门等量子逻辑门构成低位输入、低位输出的量子全加器的电路，并分析了该种量子全加器的变换操作。通过比较推导出有多位输入、多位输出量子全加器的电路组合规律．     

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。     

可控量子计数器的构造

本文构造了可控量子计数器,当控制位为“0”时所有输入位原样输出,而当控制位为“1”时输出输入进一位,该模型在应用上可为量子计算机提供具有通用性和可扩展性的计数和存储单元。     

量子通信网络发展概述

量子通信是基于量子力学原理的安全通信技术,能保证通信双方信息传输在理论上的绝对安全性。近年来,该项技术及其工程实现受到美国、欧盟、中国、日本等诸多国家和地区的重视。随着该技术实用化的推进,量子通信正在由点对点通信应用走向网络化应用,包括局域网和广域网应用。覆盖全球的广域量子通信网也在研发之中。详细分析了目前世界主要国家试行的量子通信网络,并简述了各国的量子通信卫星研发计划。     

量子通信与量子计算

量子信息学是物理学目前研究的热门领域，它主要包括量子通信和量子计算，文章简要介绍了量子通信和量子计算的理论框架，包括量子纠缠、量子不可克隆定理、量子密钥分配、量子隐形传态、量子并行计算、Shor以及Grover的量子算法，并介绍该领域的研究进展。     

量子雷达研究进展

量子雷达是一种利用量子资源提升探测性能的新体制雷达,它能够突破传统雷达的性能极限,具有广阔的应用前景。文中从量子雷达的概念内涵出发,阐述了量子雷达的系统架构,并介绍了在量子雷达体制研究、量子态调制技术、量子态传输与散射特性、量子检测技术等方面已开展的工作,最后提出了量子雷达进一步研究亟需解决的关键问题。     

针对经典消息的高效量子签名协议

基于量子一次一密和量子密钥分配,提出了一种针对经典消息的高效量子签名协议。该协议利用Hash函数对经典消息取摘要,将任意位的经典消息编码为确定位数的量子信息,在对位数较多的经典信息签名时,大大减少了密钥长度和所需传输的量子位。协议不需要使用纠缠态,只需要进行von Neumann测量。与现有的几种量子签名协议相比,协议效率显著提高。     

量子密钥分发网络应用技术研究进展

现有的量子密钥分发网络根据其节点不同可分为三类,即由信任节点构成的网络系统、由光学节点构成的网络系统、以及由量子节点构成的网络系统.讨论了由不同节点构成的网络系统的特点,并分别指出了各自的优缺点.最后指出,一个跨越全球的量子密钥分发网络需要由这三种不同的网络系统组成.