两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统的自旋压缩

在周期性脉冲撞击的两分量玻色－爱因斯坦凝聚系统中研究了自旋压缩动力学性质,结果表明：原子自旋压缩动力学能够揭示相空间的混沌和规则结构,即当初始相干态处在混沌区域时,自旋压缩在很短时间后消失,而当初始相干态处在规则区域时,自旋压缩则存在很长时间.特别是随着时间的演化,系统的平均自旋方向的分布和摆动也与初态所处的空间结构有着密切的联系.最后,研究了相空间的整体自旋压缩动力学,得到了一种较好的量子-经典对应. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌 自旋压缩 平均自旋方向     

光与物质相互作用系统中的量子Fisher信息和自旋压缩

Fisher信息是估计理论中的重要概念,最近发现与量子信息中的纠缠判据具有密切联系.非旋波近似条件下,Dicke模型经典相空间表现为混沌动力学特征.本文详细考察了Dicke模型描述的光与物质相互作用系统中量子Fisher信息和自旋压缩动力学特性.结果表明:在短时瞬态情况下,无论初态处于规则区域还是混沌区域系统均表现为纠缠性质;但在长时稳态情况下,初态处于规则区域时系统纠缠消失,而初态处于混沌区域时系统则一直存在纠缠.通过与系统自旋压缩动力学性质相比较,发现量子Fisher信息可以更有效地刻画量子混沌.进一步考察初态处于规则和混沌区域时系统密度矩阵和纯度的动力学演化特性,发现混沌导致系统退相干现象发生,说明量子Fisher信息对混沌更敏感.     

Dicke模型的量子经典对应关系

非旋波近似条件下Dicke模型表现为量子混沌动力学特征.在详细考察Dicke模型经典相空间结构特点的基础上,采用经典-量子"一对多"的思想,即经典相空间中的一点对应于量子体系两个初始相干态的演化,利用对两个初态量子纠缠动力学演化取统计平均的方法,得到了与经典相空间对应非常好的量子相空间结构.数值计算结果表明:经典混沌有利地促进系统两体纠缠的产生,平均纠缠可以作为量子混沌的标识,利用平均纠缠可以得到一种较好的量子动力学与经典相空间的对应关系. 关键词： Dicke模型 非旋波近似 量子混沌 经典量子对应     

玻色-爱因斯坦凝聚系统的量子Fisher信息与混沌

量子Fisher信息作为经典Fisher信息的自然推广,与量子信息中的纠缠判断具有密切联系.在表现为典型量子混沌特征的受击两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统中,研究了与经典相空间对应的纠缠和量子Fisher信息动力学性质. 结果表明,初次撞击后的系统量子态是纠缠的,与初态所处相空间中的混乱程度无关.而量子Fisher信息的动力学演化对系统初态非常敏感,当初态处于混沌区域时,量子Fisher信息值比初态处于规则区域时大.利用这种较好的量子-经典对应关系,得到量子Fisher信息可以刻画量子混沌的结论. 关键词： 量子Fisher信息 玻色-爱因斯坦凝聚 量子混沌 量子-经典对应     

量子混沌系统中的自旋压缩性质

量子信息是21世纪的一门新兴交叉学科,现已经成为世界关注的热门研究领域.近年来,量子计算机的研究正成为大家十分感兴趣的课题.在寻找量子计算的实现方案过程中,量子混沌引起了研究人员的极大关注,因为在量子计算机执行一些量子运算法则的过程中可能产生量子混沌,并可能破坏量子计算机的运算操作条件.近期有关量子纠缠与量子混沌之间的关系已经有所报道,而自旋压缩作为另外一种典型的纯量子效应,是否也与量子混沌之间存在一定关系呢?讨论了量子混沌研究中一个非常典型的QKT模型,研究了量子混沌系统中自旋压缩的性质.通过数值模拟计算,给出了两种不同定义的自旋压缩系数与混沌系数κ之间的变化关系,结果发现在经典相空间中,如果在规则区域占优势的情况下,当初始自旋相干态波包位于椭圆形中心时,随着时间的演化,系统压缩行为表现得非常强;而对于经典相空间中混沌区域占优势的情况下,初始自旋相干态波包同样位于椭圆形中心,则系统的压缩行为表现得非常弱,说明自旋压缩对相应的经典混沌非常敏感.通过比较还发现,采用Wineland等定义的自旋压缩系数比采用Kitagawa和Ueda等定义的自旋压缩系数对经典混沌更敏感一些,从而得出用自旋压缩可以刻画量子混沌的结论.     

周期脉冲撞击的两分量Bose-Einstein凝聚系统的单粒子相干和对纠缠

在周期脉冲撞击的两分量Bose-Einstein凝聚系统中,研究了量子混沌对单粒子相干和对纠缠性质的影响.研究表明,混沌促使单粒子相干发生强烈衰减并保持着较低的相干度,同时对纠缠出现最大值并在较短时间后消失.利用单粒子相干的这种性质可以直接测量量子混沌存在的相空间结构,有利于预防Bose-Einstein凝聚的瓦解和控制凝聚体的混沌行为。     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动.通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性.给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示.     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动．通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性。给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示．     

奇偶对相干态的维格纳函数和层析图函数

利用纠缠态η〉表象下的维格纳算符,重构了奇偶对相干态的维格纳函数.根据维格纳函数在相空间中随变量ρ和γ的变化规律,讨论了奇偶对相干态的非经典性质和量子干涉效应.研究发现,奇偶对相干态总呈现非经典性质,并且当q取奇数时,奇偶对相干态更容易出现非经典性质.奇偶对相干态的量子干涉效应的显著程度与q取值有关,但对于q的同一取值,奇对相干态的量子干涉效应更为显著.利用纠缠态η〉表象下的维格纳算符Δ1,2(ρ,γ)和纠缠态η,τ1,τ2〉的投影算符之间满足的拉东变换,获得了奇偶对相干态的量子层析图函数.     

含时驱动的Dicke模型的混沌特性

依据Dicke量子相变首次被观测的实验装置,我们通过调节抽运激光强度来实现原子-场集体耦合强度的单频非绝热调制,即实现含时驱动的Dicke模型.当驱动的耦合强度为零时,系统回退到标准的Dicke模型.从刻画的庞加莱截面图观测到:在临近相变点附近系统由经典规则轨道向混沌变化,超辐射区对应着相空间的完全混沌;当静态耦合和驱动耦合同时存在时,系统显示出丰富的混沌运动.通过调节振荡频率,系统可在正常相区间从经典规则轨道变到混沌再变到经典规则轨道.     

Bipartite Entanglement in the Two-Mode Quantum Kicked Top

We show that the bipartite entanglement in the two-mode quantum kicked top can reveal the underlying chaotic and regular structures in phase space： namely, the entanglement displays a rapid rise after a very short time for an initial spin coherent state centred in a chaotic region of the phase space, whereas the entanglement displays a periodic modulation for the coherent state centred at an elliptic fixed point. The quantum-classical correspondence is investigated by studying the mean and maximal linear entropy.     

Zur Korrelationsfunktionn-ter Ordnung für die Überlagerung von Thermischem und Kohärentem Licht

Then-th order correlation function for superimposed coherent and chaotic light is calculated in coherent state formalism. This function reduces to products and sums of the first-order correlations of coherent and chaotic fields alonge. It is demonstrated that superimposed fields cannot have full coherence farther then to the first order.     

Coherence Properties of Squeezed Photon States

Within the algebraic frame of smeared photon fields, the coherence properties of squeezed multi-photon states are elaborated. The squeezing Bogoliubov automorphisms are constructed by means of suitable one-mode symplectic transformations in the infinite-dimensional test-function space. Transposed into the state space, these transformations are shown to preserve first-order coherence when applied to coherent, classical, Fock-normal states in spite of rendering them nonclassical. The cases, where first-order coherence is destroyed, are also classified. Very special conditions on the initial state modes and on the operation parameters are worked out, under which even second-order coherence is still valid for the transformed classical coherent states, in spite of exhibiting squeezed fluctuations.     

First-Order Quantum Phase Transition for Dicke Model Induced by Atom-Atom Interaction

In this article, we use the spin coherent state transformation and the ground state variational method to theoretically calculate the ground function. In order to consider the influence of the atom-atom interaction on the extended Dicke model's ground state properties, the mean photon number, the scaled atomic population and the average ground energy are displayed. Using the self-consistent field theory to solve the atom-atom interaction, we discover the system undergoes a first-order quantum phase transition from the normal phase to the superradiant phase, but a famous Dicke-type second-order quantum phase transition without the atom-atom interaction. Meanwhile, the atom-atom interaction makes the phase transition point shift to the lower atom-photon collective coupling strength.     

An Operator Method of the Theory of Optical Coherence and Radiometry

This paper presents a quantum mechanical formalism of the classical coherence theory, within which the generalized radiance function defined in the time domain is regarded as a phase space representative of a time-dependent correlation operator of a polychromatic field. The theory deals with both stationary and nonstationary fields and, for a stationary field, provides a new operator formalism of the usual theory of optical coherence developed in the space-frequency domain. New results include an operator representation of the mutual coherence function, an operator version of the Wiener-Khintchine theorem, and an operator theorem that projects the correlation operator of a polychromatic field onto a particular spectral component. As illustrative examples, the previous formulas regarding the relationship between temporal coherence and spatial coherence, and the relationship between spectral properties and coherence properties are derived from the new operator formulas. The correspondence of the present formalism to the usual formalism using Dirac notation to describe the propagation of a stationary, partially coherent, quasi-monochromatic field is also considered.     

周期受击陀螺系统随时间演化波函数的多重分形

研究了周期受击陀螺系统波函数的多重分形. 发现: 1)在打击次数较小时, 周期受击陀螺系统波包的扩散速度、扩散方向与打击强度相关, 打击强度越大扩散越混乱、扩散速度也越大; 2)波函数在相空间的精细结构的分布范围随着打击强度的增大而扩大, 最后充满整个相空间; 3)局部分维a的分布范围对应波函数在相空间的分布, 规则态时a 的分布范围最宽, 过渡态的a的分布范围较窄, 而混沌态的a的分布范围则最狭窄且稳定.