能级间同时存在衰变和跃迁时的消相干特性

二能级原子在量子信息中可视为量子位.本文基于约化密度矩阵理论,利用量子纯态和混合态分析方法,针对二能级原子能级间同时存在衰变和跃迁的情况,研究原子消相干特性.     

电磁场中衰变二能级原子态的量子相干特性

以衰变二能级原子作为量子位,求解了经典电磁场中有衰变二能级原子系统的密度矩阵方程,得到了系统状态在随时间演化过程中的量子相干特性.     

利用双光子过程耦合腔系统实现量子信息转移

给出了利用两个二能级原子和耦合腔双光子过程相互作用系统实现量子信息转移的方案。该方案中二能级原子通过双光子跃迁与单模腔场发生共振相互作用。通过控制原子与光场的相互作用时间,实现量子信息从一个原子转移到另一个原子。     

激光场的经典极限条件及其在量子门中的应用

当一个二能级原子(在量子计算中可看成一个量子位)与一相干光场作用时,一般来说原子将与光场关联,原子不再作幺正演化.这样,在量子计算中,即使不考虑量子位与环境的耦合,量子位态也将发生消相干;但当光场的平均光子数足够大时,可忽略它们之间的关联,原子则作幺正演化.本文详细说明了这一点,并指出大的平均光子数是实现量子计算中量子门的必要条件.     

热辐射中存在偶极相互作用的原子量子态保真度研究

建立了两个两能级原子置于热辐射场环境中的模型,当计及原子偶极间的相互作用时,利用密度矩阵方法,得到两能级原子密度矩阵元随时间的演化规律.针对三种不同的初始状态,分析置于强热辐射场中原子量子态保真度.结果表明:两个原子初始处于不同量子叠加态,量子信息在传输过程中可能发生部分失真,也可能不失真.初始状态对量子信息失真的快慢程度有明显的影响.     

消除热库中量子位的消相干性

以二能级原子作为量子位,利用求解相互作用系统约化密度矩阵非对角元的方法,分别研究热库中量子位模型和依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型的消相干特性.当外加驱动场消除消相干时,得到两种模型下驱动场必须满足的约束方程.?     

两能级原子与热辐射场Raman相互作用时原子量子态保真度

两个两能级原子置于热辐射场环境中,原子用泡利算符描述,环境用无穷的谐振子热库描述.原子与热库产生Raman相互作用,原子间存在偶极相互作用,运用密度矩阵方法,得到两能级原子密度矩阵元演化规律.针对四种不同的初始状态,分析置于热辐射场中原子量子态保真度.结果表明:两个原子初始处于不同量子叠加态,量子信息在传输过程中的保真度有明显的差异.     

强热辐射环境中两能级原子量子态保真度

两个两能级原子置于强热辐射场环境中，原子用泡利算符描述，环境用无穷的谐振子热库描述，运用密度矩阵方法，得到两能级原子密度矩阵元演化规律.针对三种不同的初始状态，分析置于热辐射场中原子量子态保真度.结果表明：当两个原子初始处于不同量子叠加态时，量子信息在传输过程中可能发生部分失真，也可能不失真. 关键词： 热辐射场 两能级原子 保真度 消相干     

利用双光子过程实现量子信息转移

提出了一个利用耦合双原子同时与大失谐的双光子Jaynes-Cummings模相互作用实现量子信息转移的方案.通过控制原子与腔场的相互作用时间及量子位的旋转操作角,可以实现原子与原子之间及原子与腔场之间的量子信息转移,而包含在欲转移量子态上的信息可被完全擦除. 关键词： 二能级原子 双光子Janeys-Cummings 模型 量子信息转移 偶极-偶极相互作用     

耗散环境下三原子之间稳定纠缠的量子反馈控制

研究利用基于量子跳跃的量子反馈控制来产生三个二能级原子之间稳定的纠缠.考虑三个二能级原子处于一个严重耗散的单模光腔中,分别讨论了反馈作用在一个原子上和反馈同时作用在三个原子上的情况.研究发现:当反馈作用在某个原子上时,基于量子跳跃的量子反馈能够保护另外两个原子的最大纠缠态.当反馈同时作用在三个原子上时,选择合适的参数可以得到两个基矢张开的无消相干子空间,并且利用量子轨迹蒙特卡罗波函数方法,得到一定初始条件下系统最终可以演化到这个子空间中三个原子之间的最大纠缠态.     

简并多光子过程中两能级原子消相干性的消除

研究置于外部环境(热库)中的两能级原子消相干性的消除.在相互作用系统中通过外加驱动场的方法,得到简并多光子过程中两能级原子约化密度算符非对角元.当外加驱动场的演化规律满足一定的条件时,可使两能级原子的消相干被消除.     

类克尔介质对二能级原子与压缩相干态相互作用的影响

通过研究原子反转和光子数统计分布,讨论包含类克尔介质的双光子二能级原子与压缩相干态相互作用的量予特性.结果表明,在类克尔介质与模场的耦合强度为原子与模场耦合强度的两倍以上时,原子与模场耦合的作用不明显.     

原子与多模辐射场作用的动力学性质的精确求解

本文精确求解了一个二能级原子与一个多模辐射场相互作用的动力学问题．文中没有用到旋转波近似和偶极近似,而是运用相干态展开技术,求得了相互作用过程中原子的上下两能级的粒子数随时间的变化情况,并讨论了系统中光子数随频率的分布．计算机的模拟计算给出了一些有意义的结果．     

有效二能级原子与压缩相干光场相互作用过程中场熵的特性

本文研究了包括Stark效应时,双光子Jaynes-Cummings模型与单模压缩相干光场发生相互作用过程中场熵的特性,讨论了Stark移动参数、光场参数对场墒演化的影响.     

二能级原子与压缩光场相互作用中的原子压缩效应

文中采用时间学业伦算符，考察到初始原子相干性及失谐量，研究了单个二能级原子与压缩真态辐射场相互作用中原子的偶极压缩。研究表明，对于各种不同的初始原子态，失谐量对双光子Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ模型中的原子压缩行为都将产生很大的影响。通过数值计算，还讨论了初始压缩光场的压缩参数对原子压缩的影响。     

原子在压缩光场中的共振辐射

本文应用随机统计理论方法获得了一二能级原子系综在多模压缩光驱动下的共振辐射光谱。对应于光场起伏的不同压缩程度,辐射光谱的中峰出现亚自然线宽与超自然线宽现象。它的边峰在任意情况下都被展宽,而且当光场起伏的压缩方向与光场振幅的相干激发方向不平行或不垂直时,辐射光谱均呈现不对称分布。 关键词：     

INTERACTION OF A TWO-LEVEL ATOM WITH FINE STRUCTURE MOVING IN AN ELECTROMAGNETIC FIELD

Dynamics of a moving two-level atom with fine structure interacting with an electromagnetic field is studied. The fine structure increases the damping rate induced by the atomic momentum distribution. When the field is in a Fock state, the Rabi oscillation becomes very complicated; when the field is in a superposition state, the collapse-revival phenomenon disappears for the wider atomic wavepackets. In the presence of the fine structure, each atomic level splits into three sublevels when the field is in a Fock state and the atom has a definite momentum.     

虚光场在原子的周期衰变和回复效应中的影响

本文利用非相对论量子电动力学理论,研究了在旋波近似(RWA)和非旋波近似下与双光子场作用的二能级原子算符的时间演化规律,通过数值法和解析法论证了虚光场是原子的周期衰变和回复呈现量子噪声的根源,并且说明了可忽略虚光场对回复时间影响的原因。     

动态Stark效应对双光子过程中原子和场的动力学行为的影响

采用单模量子化光场和有效二能级的多能级原子组成的模型,研究了动态Stark效应对该系统原子和压缩态光场的双光子过程动力学行为的影响。动态Stark效应将使原子反转Rabi振荡的再生(revival)幅度降低,周期缩短,原子和场的能量交换加快;也有利于光子反聚束效应加强和亚泊松光子统计分布变窄,但却使光场压缩特性减弱,甚至消失。