推广的Jaynes-Cummings模型中原子纠缠的时间演化和热纠缠态

利用共生纠缠度研究了一个推广Jaynes Cummings模型中两原子纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态. 结果表明，腔场中两原子展现出周期性的纠缠演化过程，演化周期随原子偶极 偶极相互作用强度的增大而减小；在有限温度下，系统的共生纠缠度随温度的升高而降低，当趋近临界温度时，系统纠缠现象消失，这一临界温度值与原子偶极-偶极相互作用强度成正比. 对于典型的实验数据，临界温度约在10-5K数量级. 此外，在这种Jaynes Cummings模型中存在量子相位转变. 关键词： Jaynes Cummings模型 原子纠缠态 热纠缠态 共生纠缠度 偶极 偶极相互作用     

运动原子与双光子相互作用模型中的纠缠与热纠缠

利用共生纠缠度,研究了运动原子与单模腔场发生双光子相互作用模型的纠缠与热纠缠现象.结果表明:初始光子数和腔模半波数对纠缠度和热纠缠度的演化周期有一定影响,而原子与腔场的耦合系数不会改变纠缠度的演化周期,但耦合系数减小时,系统处于最大纠缠态的时间减少;在临界温度之下,环境温度增加会使系统纠缠度变小.     

两能级原子与单模腔场共振耦合系统中热态纠缠现象

借助于共生纠缠度, 研究了旋转波和非旋转波近似下共振Jaynes-Cummings模型中二能级原子与单光子腔场的热态纠缠现象. 结果表明：该共振耦合系统中, 存在影响原子与单光子腔模纠缠的临界温度, 当环境温度高于这一温度时, 原子与腔场的纠缠特性消失. 若只考虑实光子跃迁, 这一临界温度仅与原子和腔场的耦合强度有关, 随耦合系数的增大而升高; 若将虚光场一并考虑, 只要实光子跃迁强度与虚光子跃迁强度不相等, 在一定的温度下能很好的保持原子与腔场的纠缠相干性, 当二者相等时, 即使在绝对零度下, 原子与腔场也难以形成纠缠形式.     

原子在弱相干场光纤耦合腔系统中的纠缠特性

研究由两个相同的二能级原子分别处于用单模光纤耦合的两弱相干光场系统的共生纠缠特性, 通过数值计算研究了光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度比、弱相干光场的强度和两光场相对相位差等因素对系统纠缠演化的影响. 结果表明: 两腔中的两原子之间、两光场之间和每个腔中的原子与光场之间的纠缠随时间呈现周期或准周期性演化, 两腔场之间的纠缠与腔中的两原子的纠缠可以相互转换, 与两原子之间和两光场之间的纠缠相比, 每个腔中光场与原子之间的纠缠随时间变化的周期缩短. 光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度比与两腔中光场相位差对系统纠缠的影响很大, 较小的光纤模-腔模与原子-腔模的耦合强度之比可以获得较大的系统纠缠度. 关键词： 弱相干场 光纤耦合腔 耦合强度 量子纠缠     

腔量子电动力学系统中耦合三原子的纠缠特性

研究了三个全同二能级原子与单模腔相互作用系统中原子间的三体纠缠特性.考虑原子间存在相互耦合,并且腔场处于弱相干态的情况,通过数值计算给出了纠缠量的演化曲线,讨论了原子间耦合强度和弱相干场强度对三体纠缠的影响.研究结果表明:随弱相干场强度增强,原子间的三体纠缠增强;相反,随原子间耦合系数增大,原子间三体纠缠减弱.     

与热库耦合的光学腔内三原子间的纠缠动力学

研究了与热库耦合的光学腔中三个相互作用的二能级原子间的纠缠动力学.采用拉普拉斯变换和下限共生等方法,通过数值计算,分析了原子间三体纠缠的演化以及腔场与热库间的两体纠缠演化,讨论了各耦合参数对系统纠缠演化的影响.研究结果表明:原子间纠缠在短时间内随着原子间耦合强度的增加而增加,随原子与腔场耦合强度的增加而减小,在长时极限下趋于一稳定值;体系的非马尔科夫性由原子与腔场的耦合强度以及热库的谱宽度共同决定,当热库与腔场为强耦合时,原子与腔场组成的系统遵循非马尔科夫动力学,此时随着热库谱宽的增加,原子系统由非马尔科夫性变为马尔科夫性,随着谱宽的继续增加,原子与腔场组成的系统遵循马尔科夫动力学,原子系统又表现出非马尔科夫性;调整腔场与热库的失谐可以有效抑制热库耗散对纠缠衰减的影响.     

粒子数光场中原子纠缠的演化特性

两个初始时纠缠的原子(原子1、2)之一(原子2)和另一分离原子(原子3)在单模腔中与粒子数场发生相互作用,研究了这一系统中原子纠缠的演化特性.利用部分转置矩阵负本征值的方法,得出了纠缠度与初始时原子的状态、粒子数光场中光子数目、原子与腔场偶极相互作用的耦合常数、原子间偶极-偶极相互作用强度等的大小有很强的关系.     

三个耦合腔系统中的纠缠特性

本文研究将三个二能级原子分别囚禁在耦合腔A, B和C中, 腔中原子与腔场发生共振相互作用的情况. 采用Negativity熵度量两子系统间的纠缠, 通过数值计算给出了两个原子之间和两个腔场之间的纠缠演化. 讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响. 研究结果表明: 原子间的纠缠与腔场间的耦合系数间存在非线性关系. 另一方面, 相邻腔场腔A和腔B间, 以及腔B和腔C间的纠缠随腔场间的耦合系数增大而减弱, 但非相邻腔场腔A和腔C间的纠缠却随腔场间的耦合系数增大而增强.     

三能级原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

采用Negativity熵来度量两个子系统间的纠缠,利用数值计算方法研究了简并Λ型三能级原子和简并V型三能级原子与耦合腔共振相互作用系统中原子之间、腔场之间和原子与腔场间的纠缠特性.给出了系统初始激发数为1时系统态矢的演化公式;讨论了腔场间的耦合系数变化对纠缠特性的影响.研究结果表明:随腔场间的耦合系数增大,原子间的纠缠增强,腔场间的纠缠减弱.     

纠缠Ξ-型三能级原子与纠缠腔场相互作用熵的纠缠演化

文章利用一对处于纠缠态的-型三能级原子与一对处于纠缠态的单模腔场，初始时刻原子与腔场之间互不纠缠，使其中一个原子与一个腔场发生相互作用，即纠缠交换，合适选择相互作用时间就可实现原子与腔场之间产生纠缠，并研究了系统原子熵的演化特性，运用量子熵理论，讨论了原子-腔场的耦合常数对原子熵的影响，结果表明：原子与光场跃迁耦合常数对系统熵的最大纠缠度有影响.当原子与光场两种跃迁耦合常数之比k值增大时，最大纠缠度在减小；当k增大到某一程度时，系统熵随时间周期性变化，并出现双峰现象。     

Entanglement of two Jaynes-Cummings atoms in single-excitation space

We study the entanglement dynamics of two atoms coupled to their own Jaynes-Cummings cavities in single-excitation space.Here,we use concurrence to measure atomic entanglement,and consider the Bell-like states to be initial states.Our analysis suggests that collapse and revival take place in entanglement dynamics.The physical mechanism behind entanglement dynamics is periodic information and energy exchange between atoms and light fields.For the initial Bell-like states,evolutionary periodicity of the atomic entanglement can only be found if the ratio of the two atom-cavity coupling strengths is a rational number.Also,whether there is a time translation between two kinds of initial Bel-like state depends on odd versus even numbers of the coupling strength ratio.     

Ground-State and Thermal Entanglement in Three-Spin Heisenberg-XXZ Chain with Three-Spin Interaction

The entanglement properties of a three-spin X X Z Heisenberg chain with three-spin interaction are studied by means of concurrence of pairwise entanglement. We show that ground-state pairwise entanglement, pairwise thermal entanglement, or quantum phase transition is not present in antiferromagnetic spin chain. For the ferromagnetic case, quantum phase transition takes place at A = 1 for anisotropic interaction and at some values of three-spin coupling strength, and pairwise thermal entanglement increases when the value of J/T increases and with anisotropic interaction and three-spin interaction decrease. In addition, we find that increasing the anisotropic interaction and the three-spin interaction will decrease critical temperature.     

Ground-State and Thermal Entanglement in Three-Spin Heisenberg-XXZ Chain with Three-Spin Interaction

The entanglement properties of a three-spin X X Z Heisenberg chain with three-spin interaction are studied by means of concurrence of pairwise entanglement. We show that ground-state pairwise entanglement, pairwise thermal entanglement, or quantum phase transition is not present in antiferromagnetic spin chain. For the ferromagnetic case, quantum phase transition takes place at △ = 1 for anisotropic interaction and at some values of three-spin coupling strength, and pairwise thermal entanglement increases when the value of J/T increases and with anisotropic interaction and three-spin interaction decrease. In addition, we find that increasing the anisotropic interaction and the three-spin interaction will decrease critical temperature.     

Intrinsic decoherence of entanglement of a single quantized field interacting with a two-level atom

How the mean photon number, the probability of excited state and intrinsic decoherenee coefficient in-fluence the time evolution of entanglement is unknown, when a single-mode quantized optic field and a two-levelatom coupling system is governed by Milburn equation. The Jaynes-Cummings model is considered. A lowerhound of concurrence is proposed to calculate the entanglement. Simulation results indicate that the entanglementof system increases following the increasing of intrinsic decoherence coefficient or the decreasing of the mean photon number. Besides that, the entanglement of system decreases, while the probability of exited state increasesfrom 0 to 0.1, and increases, while the probability of exited state increases from 0.1 to 1.     

单模光场与二能级原子的纠缠的内禀退相干

在一个考虑了内禀退相干的单模光场与二能级原子的耦合系统中,平均光子数,激发态的概率和退相干系数如何影响纠缠随时间演化还并不清楚.Jaynes-Cummings模型被用来描述光场与原子间相互作用.用concurrence下限来计算纠缠度.模拟的结果表明纠缠度随着退相干系数的增加或平均光子数的减少而增加.当激发态的概率在0至0.1之间,纠缠度随着的概率增加而减少;当激发态的概率在0.1至1之间,纠缠度随着的概率增加而增加.无论以上参数取何值,纠缠度都随着时间而减少.     

Intrinsic decoherence of entanglement of a single quantized field interacting with atwo-level atom

How the mean photon number, the probability of excited state and intrinsic decoherence coefficient influence the time evolution of entanglement is unknown, when a single-mode quantized optic field and a two-level atom coupling system is governed by Milburn equation. The Jaynes-Cummings model is considered. A lower bound of concurrence is proposed to calculate the entanglement. Simulation results indicate that the entanglement of system increases following the increasing of intrinsic decoherence coefficient or the decreasing of the mean photon number. Besides that, the entanglement of system decreases, while the probability of exited state increases from 0 to 0.1, and increases, while the probability of exited state increases from 0.1 to 1.     

非匀强磁场中双量子位Heisenberg XY链的基态纠缠和热纠缠(英文)

研究了非匀强磁场中各向异性Heisenberg XY链的基态纠缠和热纠缠.结果表明对双量子位情形,纠缠与格点间耦合常数J、外部磁场B、各向异性参数γ和b的正负无关.对绝对零度情形,我们给出了纠缠C的解析表达式,并指出临界磁场Bc随磁场各向异性参数b的增大而增大.对有限温度情形,我们给出了γ=0时C的解析表达式和γ≠0时的数值模拟结果,结果发现引进非匀强磁场可以使纠缠在某些区域明显增大;同时我们还指出当γ=0时,纠缠存在的临界温度Tc仅是b的增函数,而当γ≠0时,它却由B和b共同决定.     

两原子与数态场相互作用系统中纠缠的调控

通过计算并发度研究了两个处于初始激发态的两能级原子与数态场相互作用系统的纠缠动力学特性,并讨论了场的光子数、原子和场的失谐量以及原子操作对并发度的影响。结果表明当不存在原子操作时,两原子之间的纠缠出现突然产生现象,并且可以通过调节光子数和原子与场的失谐量来控制产生纠缠的阈值时间和纠缠的最大值。当存在原子操作时,两原子之间的纠缠随着时间的演化可以立即产生,而且通过对经典场的操作和控制可以实现两原子之间纠缠的调控。