阻尼Jaynes-Cummings模型中两原子的量子关联动力学

几何量子失协 (geometrical quantum discord, GQD)是目前度量量子体系中量子关联的一种行之有效的方法, 本文利用几何量子失协考察了有阻尼存在的Jaynes-Cumming (J-C)模型中两原子的量子关联动力学. 给出了几何量子失协在原子和光场发生共振和非共振耦合两种情况下的动力学演化行为, 尤其揭示了阻尼耗散对几何量子失协的影响. 关键词： 阻尼Jaynes-Cummings(J-C) 模型 量子关联 几何量子失协 (GQD)     

单Tavis-Cummings模型中量子关联动力学演化特性及其在量子通信中的应用

本文研究了单Tavis-Cummings模型中两个全同二能级原子与单模光腔发生相互作用时两个原子之间的各种量子关联演化特性,并讨论了该模型中稠密编码和隐形传态的实现。讨论初始态纯度、纠缠度、腔内光子数和腔与原子之间的耦合常数对量子纠缠、量子失协和几何量子失协动力学演化特性的影响并分析出实现稠密编码和量子隐形传态所需最佳参数。结果表明:初始态纯度r和初始纠缠度a对以上三种量子关联有积极作用;随着腔与原子之间的耦合常数g和腔内光子数n的增大,量子关联振荡频率加快,同时量子纠缠死亡时间缩短,而此时量子失协、几何量子失协则仍保持非零。这表明量子失协、几何量子失协相比纠缠更具有优越性。     

量子关联与原子间相互作用距离关系的研究

本文将两个二能级原子注入一个腔中,用共生纠缠的方法来度量两原子之间的纠缠并推出它们之间的量子失协,还给出了原子与环境之间的共生纠缠与量子失协的计算公式,讨论了原子自发衰变率的变化对量子纠缠及失协的影响,及不同的初始状态情况下,纠缠及失协随原子距离的演化情况。结果表明：原子自发衰变率减小,原子与环境之间的量子纠缠及失协增加;选择不同的初态,可以控制原子间出现纠缠死亡的现象或量子失协为零的状态。     

量子关联与原子间相互作用距离关系的研究

本文将两个二能级原子注入一个腔中,用共生纠缠的方法来度量两原子之间的纠缠并推出它们之间的量子失协,还给出了原子与环境之间的共生纠缠与量子失协的计算公式,讨论了原子自发衰变率的变化对量子纠缠及失协的影响,及不同的初始状态情况下,纠缠及失协随原子距离的演化情况。结果表明：原子自发衰变率减小,原子与环境之间的量子纠缠及失协增加;选择不同的初态,可以控制原子间出现纠缠死亡的现象或量子失协为零的状态。     

量子关联与原子间相互作用距离关系的研究

本文将两个二能级原子注入一个腔中,用共生纠缠的方法来度量两原子之间的纠缠并推出它们之间的量子失协,还给出了原子与环境之间的共生纠缠与量子失协的计算公式,讨论了原子自发衰变率的变化对量子纠缠及失协的影响,及不同的初始状态情况下,纠缠及失协随原子距离的演化情况.结果表明:原子自发衰变率减小,原子与环境之间的量子纠缠及失协增加;选择不同的初态,可以控制原子间出现纠缠死亡的现象或量子失协为零的状态.     

双光子过程原子与耦合腔相互作用中的量子失协

研究原子与耦合腔相互作用系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,原子与腔场发生共振相互作用,腔场也相互耦合的情况;采用量子失协几何度量方法—几何量子失协,来度量两个子系统间的量子失协.利用数值计算方法给出了量子失协的演化曲线,讨论了腔场间耦合系数变化对量子失协的影响.研究结果表明:随腔场间耦合系数增大,两原子间量子失协增大,而原子与腔场间或两腔场间的量子失协却减小.     

二项式光场与级联三能级原子在非旋波近似下相互作用的量子特性

利用全量子理论,在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响,同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明:随着二项式光场参量η的增大,光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下,由于虚光子的影响,光场压缩效应的演化曲线出现了“小锯齿状”的振荡;随着二项式光场的最大光子数M的增大,原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大,并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩,而是出现了“小锯齿状”的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.     

二项式光场与级联三能级原子在非旋波近似下相互作用的量子特性

利用全量子理论,在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响,同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明:随着二项式光场参量η的增大,光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下,由于虚光子的影响,光场压缩效应的演化曲线出现了"小锯齿状"的振荡;随着二项式光场的最大光子数M的增大,原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大,并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩,而是出现了"小锯齿状"的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.     

无相互作用原子之间的纠缠和量子失协

研究两个无相互作用的二能级原子分别与单模热光场相互作用时的纠缠和量子失协动力学,重点讨论原子运动和腔体热环境温度对纠缠和量子失协的影响。结果表明:受原子运动和场模结构参数的影响,两原子的纠缠和量子失协周期性地演化;在原子纠缠消失处仍存在量子失协。此外,通过控制腔体热环境温度和场模结构参数可以实现对纠缠和量子失协的调控,使其得以保持。     

类W态原子与三耦合腔系统作用中的量子失协

研究了三个全同二能级原子与三耦合腔相互作用物理模型中两原子间的量子失协.腔与腔之间通过光纤耦合,考虑原子与腔模之间的共振作用,采用几何量子失协来度量两原子间的量子关联,数值计算了系统中两原子间的几何量子失协,给出了其演化曲线.讨论了光纤模与腔模间的耦合强度变化对几何量子失协的影响.结果表明:随光纤模与腔模间的耦合强度增大,两原子间的几何量子失协增大,即两原子间量子关联增强.     

二项式光场与级联三能级原子的量子纠缠

利用量子熵理论，研究了二项式光场与级联三能级原子的量子纠缠，讨论了光场与原子的初始参量对其量子纠缠性质的影响.结果表明，利用二项式光场的特性，可以揭示从相干态到数态之间的所有态光场与三能级原子相互作用时的量子纠缠性质.选择适当的系统参数可以制备稳定的光场-原子qutrit纠缠态. 关键词： 二项式光场 级联三能级原子 光场熵 量子纠缠     

弱相干场原子-腔-光纤系统中的量子失协

采用几何量子失协度量两个子系统间的关联,利用数值计算方法研究了原子-腔-光纤复合系统中两个原子之间和两个腔场之间的几何量子失协.讨论了腔场与光纤模间的耦合系数和弱相干场强度变化对几何量子失协的影响.研究结果表明:两原子之间和两腔场之间的几何量子失协均随时间作周期性演化,其演化频率随腔场与光纤模间的耦合系数增大而增大.另一方面,随弱相干场强度增大,两原子间和两腔场间的几何量子失协增大.这表明随弱相干场强度增大两原子间或两腔场间的关联增强.     

Tavis-Cummings模型中的几何量子失协特性

采用几何量子失协的计算方法,通过改变两原子初始状态、腔内光子数和偶极-偶极相互作用强度,研究了Tavis-Cummings模型中的几何量子失协特性.结果表明:几何量子失协都是随时间周期性振荡的,选取适当的初态可以使两原子一直保持失协状态,增加腔内光子数和偶极相互作用对几何量子失协有积极的影响.     

二项式光场和负二项式光场与耦合双原子依赖强度耦合系统原子反转的时间演化

研究了二项式光场和负二项式光场与耦合双原子依赖强度耦合相互作用系统原子布居反转的时间演化规律,讨论了原子间相互作用和光场初态对原子反转的时间演化的影响.     

原子与耦合腔相互作用系统中的量子失协

本文研究由两个全同的二能级原子和耦合腔构成的系统,利用Dakic等提出的几何量子失协的度量方法,采用数值计算方法计算了系统中两原子间和两腔场间量子失协的演化.讨论了原子间初始纠缠度和腔场间耦合系数变化对几何量子失协演化的影响.研究发现:随腔场间耦合系数的增大,量子失协周期性演化的频率增大;随原子间初始纠缠度的增大,两原子间的关联增强,两腔场间的关联减弱.     

Pólya态光场与Bell态双原子相互作用系统的量子纠缠

利用全量子理论,研究了Bell态双原子与Pólya态光场相互作用系统的量子纠缠特性,分别讨论了原子初态、最大光子数M、光场参量p和r对系统场熵的影响。结果表明:当最大光子数M足够大时,随着光场参量p和r的逐渐增大,场熵振幅逐渐缩小,场熵演化曲线趋于平稳;与原子初态为|φA(0)〉的情况相比,原子初态为|ФA(0)〉时,系统的纠缠状态更容易受到光场参量p和r的影响。     

T-C模型中运动原子与二项式光场相互作用的原子纠缠演化

利用全量子理论,研究了Tavis-Cumming模型(T-C模型)中运动双原子与二项式光场相互作用系统的两原子纠缠演化特性。计算结果表明:两个运动原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性;不同初始状态下,二项式光场系数、原子运动速度对原子间的纠缠演化有显著的影响。二项式光场系数影响原子间振荡频率以及消纠缠持续时间,不影响纠缠演化的周期。随着原子运动速度的增大,原子间的纠缠演化周期逐渐缩短,而纠缠度峰值的大小和振荡频率不变。     

强度关联耦合下两个二能级原子与Pólya态光场相互作用系统的量子特性

利用全量子理论计算方法,探究了在强度关联耦合下两个二能级原子与单模Pólya态光场相互作用系统中原子线性熵粒子布局数反转以及信息熵压缩随时间的演化规律.分析了原子初态、光场参量p和r以及Lamb-Dicke参量η对原子线性熵、粒子布局数反转以及信息熵压缩的影响.结果表明:当原子处于不同的初态时,相互作用系统表现出完全不同的量子特性;光场参量p增大使得各个物理量振荡周期增大;光场参量r增大,使振幅发生变化,破坏粒子布局数反转崩塌-复原现象以及信息熵压缩效应.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.