相干态的性质与若干应用

相干态是近代物理学中的一个重要概念,它最初是由薛定格于1926年提出的[1].他指出,需要在一个给定位势下找一个遵循经典粒子运动规律的量子力学态.对于谐振子位势,他找到了这样的量子态.薛定格的这一物理思想直到六十年代才由Glauber[2]加以理论上的发展和给予实际上的应用,Glauber系统地建立起量子力学的相干态表象,证明了谐振子相干态是消灭算符的本征态,是使测不准关系取极小的态(即最接近于经典情况).在实际应用方面,Glauber首先用相干态来研究激光辐射场,当激发度足够高,激光分布趋近于相干态的统计律(泊松分布).Glauber还证明一个经…     

同调谐振子谱空间上的对称性和参量双粒子模型

研究了同调谐振子谱空间上的对称性，通过适当的参量代换给出形象的图示. 得到归一化的本征函数解析表达式， 并证明了线性谐振子是同调谐振子的退化. 揭示出同调谐振子是参量双粒子模型，并给出该模型的相干态，该相干态自动包含用Glauber相干态构 造的奇、偶相干态. 关键词： 同调谐振子 赝角动量方法 本征值谱 本征函数 参量双 光子模型     

相干态和角动量的耦合玻色表示的发展

一、角动量耦合玻色表示的引人 在本刊1985年第6期中,作者曾介绍了玻色子Glauber相干态的导出、若干性质和应用,尤其是对相干态的非正交性和超完备性作了深一层的研究,给出了如何由满足极小测不准关系的相干态过渡到坐标或动量完全确定的态,又给出了相干态起完备关系的正规乘积内积分的表达式[1]本文继续探讨用相干态来研究角动量和转动算符以及导出转动矩阵dm'm的途径,为了使Glauber相干态和前文介绍的正规乘积内积分法渗透到角动量领域,我们采用角动量的耦合玻色子表示(Coupled bosonrepresentation),这种表示首先由 Schwinger提出[2],…     

超导体中库珀对的SU(2)与Glauber相干态——库珀对与约瑟夫森超流性的量子特性研究

本文利用类自旋算符证明BCS超导基态波函数是单个库珀对SU(2)相干态波函数的直积、且在一定条件下为库珀对体系的SU(2)相干态波函数。若两块处在BCS超导基态的超导体耦合在一起,则体系仍处在SU(2)相干态,且在一定条件下为定态超辐射态。在SU(2)群到谐振子群的收缩下,库珀对的SU(2)相干态变为Glauber相干态。讨论了两种情形下库珀对与约瑟夫森超流性的量子噪声、分布及二阶相关特性。     

Glauber相干态的激发态及其非经典效应

构造了Glauber相干态的激发态,数值计算表明该激发态不仅显示反聚束效应,也呈现亚泊松分布.     

自旋体系的一般SU(2)相干态

本文引进自旋体系的一般SU(2)相干态,讨论它的压缩特性、反聚束特性及其产生。证明当SU(2)群收缩到谐振子群时,一般SU(2)相干态转变成一般Glauber相干态,并给出有关的收缩结果。 关键词：     

三维两粒子Calogero-Sutherland模型的代数解法

利用赝角动量算符方法给出了三维两粒子CSM的算符体系,研究了三维两粒子CSM谱空间上的对称性.得到归一化的本征函数和Glauber相干态的解析表达式.     

q变形量子振子的Glauber相干态

利用具有量子群对称性的q变形量子谐振子Fock态│n>_q生成q变形量子谐振子的Glauber相干态(q-Glauber相干态│a>_q)。还讨论了q-Glauber相干态│a>_q的完备性、粒子数分布、振子强度分布和最小测不准关系,指出q-Glauber相干态│a>_q的相干程度可以用q参数来描述。     

基于标记配对相干态光源的诱骗态量子密钥分配性能分析

从有效性、稳定性和可行性三个方面, 对基于标记配对相干态光源的诱骗态量子密钥分配的性能进行了全面分析. 采用四组实验数据对基于标记配对相干态光源的三强度诱骗态方案的密钥生成效率、量子比特误码率和最优信号态强度与安全传输距离之间的关系进行了仿真和分析; 考虑到光源涨落, 对方案的稳定性进行了讨论和仿真; 并对基于标记配对相干态光源设计简单易实现方案的可行性进行了分析. 结论表明: 基于标记配对相干态光源的诱骗态方案性能在安全传输距离和密钥生成效率两方面都优于现有基于弱相干态光源和预报单光子源的诱骗态方案; 在光源强度涨落相同条件下, 标记配对相干态光源的稳定性逊于预报单光子源, 而优于相干态光源. 但是标记配对相干态光源在有效性上的优势可弥补其在稳定性上的不足; 且标记配对相干态光源的双模特性为设计简单易实现的被动诱骗态方案提供了条件. 关键词： 量子光学 量子密钥分配 标记配对相干态光源 性能     

叠加激发对相干态的非经典特性

从激发对相干态出发,构造了叠加激发对相干态,研究了该叠加态的非经典特性.结果表明:在一定条件下,随着相位的变化,叠加态场模的平均光子数呈现类似于拉比振荡的坍塌与复原现象,与激发对相干态相比,在叠加激发对相干态中亚泊松光子统计特性和CauchySchwatz不等式的破坏都得到了增强,但正交相位分量的压缩减弱.     

噪声环境中两粒子纠缠态的纠缠消相干

借助于共生纠缠度和输入输出保真度考察了初始处于纠缠态的两粒子在联合噪声环境中的消纠缠特性.结果表明:两粒子纠缠态可分为相干保持态和脆弱纠缠态.对于脆弱纠缠态分析了它们在低温条件欧姆型耗散下的纠缠消相干演化动力学. 关键词： 热库 相干保持态 脆弱纠缠态 输入输出保真度     

有限维希尔伯特空间奇偶相干态压缩特性的数值研究

运用数值计算方法研究了有限维希尔伯特空间谐振子奇偶相干态的压缩特性.研究表明,有限维空间奇偶相干态展现了与通常奇偶相干态截然不同的压缩性质,奇相干态不存在二阶压缩但存在振幅平方压缩;偶相干态不仅存在压缩而且存在振幅平方压缩.通常的奇偶相干态是上述奇偶相干态的特例.     

二能级原子体系的二项式态

本文引进二能级原子体系能够的产生二项式分布的二项式态,讨论了它的产生及其压缩、反聚束和亚泊松统计特性,在一定的极限下,二项式态趋于Glauber相干态,此时二项式分布也趋于泊松分布。这一极限使体系的一切非经典效应消失。同时采用Bloch矢量模型讨论了单原子一般二项式态的量子特性。最后把原子体系的二项式态与玻色子体系的二项式态作了比较,并指出二能级原子体系中并不能产生玻色子二项式态。 关键词：     

真空场注入4SMES光场广义电场的4m+2次和压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模相干态、多模相干态的相反态和多模虚相干态的线性叠加所组成的真空场注入四态叠加多模纠缠态(即4SMES)光场.利用多模压缩态理论研究了上述光场中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果发现:真空场注入4SMES光场是一种典型的四态叠加多模非经典光场;在一定条件下,该光场的广义电场分量可呈现出周期性变化的广义非线性等幂4m+2次和压缩效应.     

真空场注入4SMES光场广义电场的4m+2次和压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模相干态、多模相干态的相反态和多模虚相干态的线性叠加所组成的真空场注入四态叠加多模纠缠态(即4SMES)光场.利用多模压缩态理论研究了上述光场中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果发现:真空场注入4SMES光场是一种典型的四态叠加多模非经典光场;在一定条件下,该光场的广义电场分量可呈现出周期性变化的广义非线性等幂4m+2次和压缩效应.     

利用V型原子与单模光场的非共振相互作用制备四光子相干态

提出了一种利用简并V型三能级原子与振幅很大的单模相干光场的远离共振相互作用,制备四光子相干态的有效新方案.同时证明了在相同的条件下,按照相同的方法不能制备出四成分以上的相干态的叠加态, 即当在腔中注入的第三个原子的速度与第二个原子的速度相等时,腔场将保持这种四光子相干态不变.     

领头项相干态及其非经典性

为了从相干态的内部数态结构上去研究量子光场的性质，继截头相干态后，我们又引入一类量子光场态－－领头项相干态│ａ，ｍ〉，它们由Ｇｌａｕｂｅｒ相干态的数态展开式中止数态│ｍ〉的前ｍ＋１个数态项构成。通过对这些量子态性质的研究，清楚地显示出相干态的各有关性质是怎样作为领头项相干态相应性质的极限而出现的，以及领头项相干态的非经典性是如何随着项数的增多而逐渐丧失的，这就给我们探索经典态与非经典态的转换条件提     

压缩相干态腔场的类自旋GHZ态的制备

压缩相干态是准粒子空间的相干态,研究大振幅情况下的单模压缩相干态腔场,其特性类似于大振幅下的单模相干态腔场,与自旋1/2的两态粒子同构.文中提出一种方案,利用大失谐的JaynesCummings模型来制备处于压缩相干态的三个腔场的类自旋GreenbergerHorneZeilinger(GHZ)态. 关键词： 压缩相干态 类自旋GHZ态 大失谐JaynesCumminys模型 同构     

改进的Glauber理论和核–核反应总截面

利用Glauber理论系统计算了中、低能条件下核–核反应总截面.讨论了量子效应、库仑效应以及核子–核子碰撞同位旋效应对Glauber理论的修正.发现在应用Glauber理论计算中、低能核–核反应截面时,量子修正是重要的.利用修正了的Glauber理论,系统计算了从低能到高能大量稳定线附近的核–核反应总截面,在没有可调参数的情况下,都与实验结果较好地符合.     

产生算符a~ 有本征态吗?

如所周知,光子消灭算符a是非厄米算符,它的本征态即所谓相干态或Glauber态,继激光发明后,在相干辐射问题的研究中,得到广泛的应用。 初次接触这类问题的人,往往不禁要问:既然消灭算符a有本征态,产生算符a 是否也有其本征态呢?回答是否定的、鉴于一般书刊文献对此常不作论及,而这确实又是初学者容易提出的问题,因此这里将达维多夫[1]对该问题的简洁论证作一介绍。此证明使用反证法。 假设a 有本征态｜r>,其本征值为r,即有 a ｜r>=r｜r>(1)应用光子数算符的本证函数｜n>,可得到下列方程组 <叫a“卜)一,加!,)@0 着令r—0,则(2一幻式的左边必须…