Λ型原子与单模光场的非共振作用制备四光子相干态

根据简并Λ型三能级原子与单模光场的改进型有效哈密顿量 ,通过矩阵形式法推导出原子光场系统的波函数 ,提出利用简并Λ型三能级原子与单模光场的远离共振相互作用制备四光子相干态的有效方案。并且证明按照同样的方法不能制备出四成分以上的相干叠加态 ,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叠加态不变     

A型原子与单模光场的非共振作用制备四光子相干态

根据简并A型三能级原子与单模光场的改进型有效哈密顿量，通过矩阵形式法推导出原子-光场系统的波函数，提出利用简并A型三能级原子与单模光场的远离共振相互作用制备四光子相干态的有效方案。并且证明按照同样的方法不能制备出四成分以上的相干叠加态，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叠加态不变。     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

通过Raman相互作用制备三个腔场的W型纠缠相干态

通过对比分立变量量子信息过程和连续变量量子信息过程的差别,利用相干态比较容易获得的这个特点,提出一种方案制备三个腔场的W型纠缠相干态.方案基于Λ型三能级原子与单模腔场的简并Raman 相互作用.三个相同的腔初始分别处于相干态,三个相同的原子初始处于W型纠缠态,通过三个原子分别与三个腔的Raman相互作用、选择适当的相互作用时间并探测作用后的三个原子,三个腔场坍缩为W型纠缠相干态.在原子与腔的相互作用过程中原子不处于高能级,可以忽略原子的自发辐射,系统的相干性能够得到较好的维持.基于当前的腔量子电动力学技术,相信方案能在实验上实现.该方案制备的三个腔场W型纠缠相干态有望在连续变量量子信息过程中有重要的应用价值.文中将方案推广到制备n(n〉3)个腔场的W型纠缠相干态.     

一种制备四光子相干态的新方案

本文提出了一种利用原子-腔场之间的Raman相会作用来制备四光子相干态的新方案.同样,还可以利用该方法制备八成分迭加态.     

依赖强度耦合三光子过程下运动原子最佳熵压缩态的制备

为了研究三光子过程中原子与相干态耦合量子体系信息熵压缩随时间演化规律及原子最佳信息熵压缩态的制备,我们采用全量子理论,推导出运动原子与单模简并三光子依赖强度耦合量子体系的精确解;理论上给出制备原子最佳信息熵压缩态的充分及必要条件,并进行了数值模拟验证.研究结果表明:控制相干态场与原子作用时间,切断相干态场与原子的纠缠,选择二能级原子处于等权重相干叠加态,适当选取相干态场与原子的初始位相,可以制备出原子最佳量子信息熵压缩态;调节光腔中场模结构参量,能够得到连续的量子信息熵压缩态.该研究结果在多光子过程低噪声量子信息处理中具有一定意义.     

好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度

考虑原子间偶极相互作用,求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度.结果表明,对于理想腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度始终等于1;若原子初始时刻处于其余Bell态之一.腔场初态的平均光子数很小,系统保真度在0～1之间作周期性振荡,随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小.对于好腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度呈指数单调衰减;若原子初始时刻处于其余Bell态之一,系统保真度呈指数振荡衰减,且随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小.     

基于腔QED制备W纠缠态（英文）

本文基于腔QED提出了一种制备双光子四粒子体系W纠缠态的新方案.该方案通过双光子过程,利用一个三能级原子与四个腔场发生非共振相互作用制备出具有最大保真度的W纠缠态.要求四个腔场最初处于真空态,原子最初处于激发态,通过合适选择原子与腔场之间的相互作用时间可以获得该态的最大保真度以及成功几率.并且通过讨论表明该方案具有一定的实验可行性.     

用相干态腔场控制纠缠原子的偶极压缩

考虑初始处于EPR态的两个二能级原子A、B,将B原子注入处于相干态的腔中,演化一段时问后,对B原子进行选择性测量.当相干态腔场的平均光子数足够大时,原子A可呈现偶极矩压缩效应.     

利用V型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送未知原子态

描述了简并V型三能级原子与单模相干态光场的Raman相互作用,获得了处于激发态单态的原子与相干态光场相互作用的结果.利用探测原子与光场的相互作用将原子和光场制备成最大缠结态,并注入待测原子,通过原子与腔模构成的Bell基矢演化,对腔场进行选择性探测,获得探测原子相互作用后可能的量子状态,然后对待测原子与腔场进行联合探测,接着对探测原子的量子状态实施幺正变换,就将探测原子制备到待测原子的初始量子态上,从而实现未知原子态的隐形传送.     

利用V型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送未知奇偶相干态

描述了简并V型三能级原子与单模相干态光场的Raman相互作用，获得了处于激发态单态的原子与相干态光场相互作用的结果。利用探测原子与光场的相互作用将原子和探测光场制备成最大纠缠态，并将原子注入待测任一奇偶相干叠加态，通过原子与待测腔模构成的Bell基矢演化，对原子进行选择性探测，获得奇偶相干叠加态与原子相互作用后可能的量子状态，然后对待测腔场与原子进行联合探测，接着对所测奇偶相干态腔场的量子状态实施么正变换，就将探测腔场制备到待测腔场的初始量子态上，从而实现未知奇偶相干态的隐形传送。     

Controlled-NOT gate for manipulating photonic polarization states in a two-mode optical cavity

We investigate the coherent interaction between two cavity modes with left or right circular polarizations and a traveling atom in the four-level Y configuration. With large single-photon detunings for both cavity modes and in the presence of a strong classical field, all one-photon and two-photon transitions may be well eliminated so that a close-loop four-photon transition starting from the only populated ground state becomes absolutely dominant. This physical scenario is then exploited to devise an efficient controlled-NOT gate for manipulating polarization states of two intracavity photons. In the Lamb-Dicke limit and in the strong coupling regime, the expected controlled-NOT operation is found to have a rather high gate fidelity and a moderate photon loss.     

A Simple Scheme for the Preparation of Four-Photon GHZ States Based on Cavity QED

A simple scheme is presented for generating four-photon Greenberger-Horne-Zeilinger states with a large detuned interaction between a three-level atom and two bimodal cavities. In the proposed protocol, the quantum information is encoded on Fock states of the cavity-fields, and the atomic spontaneous emission can be effectively suppressed due to the fact that the excited state of the atom is adiabatically eliminated under the large detuning condition. The detection of the atom can collapse the cavity to the desired state. The experimental feasibility of our proposal is also discussed.     

A Scheme for Teleportation of an Unknown Entangled Coherent State via Raman Interaction

A scheme is reported for the teleportation of entangled coherent states through the degenerate Raman interaction.The scheme uses an entangled state of an atom and two coherent states as a quantum channel.It makes full use of coherent cavity fields.Furthermore,it does not need any classical field to transform the atom states.     

利用原子与SU(2)相干态腔场的Raman相互作用制备原子纠缠态

利用一个参量频率转换过程,在腔中制备双模SU(2)相干态,然后注入一系列全同的Λ型三能级原子,这些原子与腔场的一个模发生拉曼相互作用,通过系列原子-腔场相互作用生成腔场-原子纠缠态,通过对腔场进行选择性测量,可获得多种形式多原子纠缠态.     

Generation of quantum switch and nonlocal fields with an external field in a high quality dispersive cavity

We present a scheme to prepare an optical “quantum switch”, a superposition of “open” and “closed” states. The scheme is based on the interaction of an Λ-type three-level atom with a single-mode of quantized cavity field and an external classical driving field, in the regime where the atom and fields are highly detuned. We show how this interaction can be used to generate coherent states of the cavity field in contrast to the usual method used in microwave cavity QED of injecting a coherent state into a cavity. A combination of switches could be used to prepare a quantum superposition of coherent field states located simultaneously in two cavities. Compared with previous proposals, our scheme is simplified due to economizes the Ramsey zone and the time required for the state generation is short.