一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体系的量子隧穿特性

利用双模近似方法研究了一维双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BECs)的量子隧穿特性.从描述三维双组分BECs系统的Gross-Pitaevskii方程(GPE)出发,得到了描述一维体系的GP方程.把体系波函数写成原子数和相位指数的乘积,得到描述体系隧穿特性的费曼方程.数值求解费曼方程,研究了原子之间相互作用(双组分BECs体系原子之间的相互作用包括组分内部原子之间的相互作用和不同组分原子之间的相互作用)对隧穿特性的影响.结果显示,当原子之间的相互作用较弱时,体系发生量子隧穿现象,表现为原子数在平衡位置附近作周期振荡;随着原子之间相互作用增强,体系经历一个临界状态,进入自俘获状态,即由于原子之间相互作用的存在,在对称双势阱中演化的BECs可以呈现出原子数高度的不对称分布,好像绝大数原子被其中一个势阱俘获.从隧穿到自俘获原子之间的相互作用存在一个临界值,从而体系的能量也对应一个临界值,根据体系的哈密顿函数,就能求出相互作用临界值的表达式.     

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     

Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性

研究了两个纠缠的两能级原子与单模粒子数场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明：两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性，初始两原子的状态、原子之间的偶极相互作用和粒子数场对腔中两个原子的纠缠有着显著的影响.发现适当选择原子的初态，两原子会永远处于最大纠缠态. 关键词： 量子纠缠 偶极-偶极相互作用 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子     

实现量子逻辑门的一种多原子方案

考虑通过光纤连接的两个单模光学腔，每个腔中都束缚有多个二能级原子，原子与腔模集体共振相互作用，但原子之间没有直接的相互作用。在这样的系统中，我们发现，束缚在两个腔中的两团原子之间可以确定性地实现可靠的量子交换门，量子纠缠门和量子控制z门。与单原子方案比较，我们发现，多原子方案使得量子逻辑门的速度增大√N倍。同时，我们还注意到，共振相互作用能够加快量子控制Z门的实现速度。如果计人原子自发辐射和腔损对量子逻辑门的影响，我们发现，量子逻辑门保真度受耗散的影响随着原子数目的增大而减小。此外，在共振相互作用下，原子自发辐射和腔损对控制Z门的影响显著减小。     

原子动量的量子测量

我们讨论了一个二能级原子与光场相互作用系统，在远离共振的情况下，当光子与原子之间的发生了动量交换时，通过对光场与原子之间纠缠态测量，得知原子的动量信息。     

原子结构的相对论性多通道理论——原子能级及物理参数μ-a,U-(ja)的计算

我们提出的相对论性多通道理论可以看作是传统的组态相互作用理论的发展.在我们现在的理论中不仅考虑束缚组态之间的相互作用,而且考虑束缚-连续及连续-连续组态之间的相互作用.根据这一理论可以直接计算多通道量子亏损理论的物理参数(μ-(?),U-(?)).理论计算的Ne原子的量子亏损μ-a与根据光谱实验数据拟合值完全符合. 关键词：     

基于腔辅助相互作用的远距离信息传递

提出了一种基于腔辅助相互作用的远距离信息传递的方案.在该方案中,通过让一束相干光和一个囚禁在腔里面的原子进行相互作用,可以使相干光产生一个可控的相位偏移.用这种腔辅助相互作用完成了原子态和光场态之间信息的相互转移.最后我们演示了远距离信息传递方案,该方案在当前实验条件下是可行的,并且在理想条件下,成功的概率几乎为1.     

V-型三能级原子与双模腔场模型中的纠缠交换方案

文章利用V-型三能级原子与双模腔场双光子共振相互作用,提出了一种纠缠交换的方案制备最大纠缠态,此方案不需要Bell基测量,只需对单个原子进行测量,就能实现初始没有直接相互作用的原子与腔场之间产生纠缠,合适选择原子与腔场之间的相互作用时间可获得具有最大保真度以及成功几率的最大纠缠态,另外,还讨论了该方案的实验可行性.     

两偶极相互作用原子系统中的偶极平方压缩

研究了两个存在偶极相互作用的原子系统中的偶极平方压缩效应,讨论了原子偶极相互作用以及相位信息对压缩效应的影响,并进而探讨了原子偶极平方压缩与光场振幅平方压缩之间的关联.     

Kerr相互作用下量子相干性分布和量子信息流动

本文针对Kerr相互作用下系统中量子相干性的动力学分布进行了研究.所讨论系统包含两个没有相互作用的原子,每个原子都被囚禁在各自的光腔中,同时光腔被充满了非线性Kerr介质.研究发现非线性Kerr相互作用能够增加两原子间的量子相干性,而且增大的幅度会随着Kerr相互作用强度的增加而得以提高.其次,借助迹距离的方法,还探讨了非线性Kerr相互作用对于原子与光腔之间的量子信息流动的影响,发现Kerr相互作用可以加快量子信息回流到原子子系统中,抑制原子子系统与其余子系统间的量子信息交换,阻碍量子信息在系统中不同子系统间的流动,从而保护原子子系统中拥有的量子信息.     

运动原子多光子J-C模型中的熵交换与纠缠

考虑一个运动的二能级原子与单模热光场经由多光子过程相互作用, 利用量子约化熵理论研究原子与场之间的熵交换、用Concurrence量度原子与场之间的纠缠, 讨论原子初态、原子运动、热场平均光子数以及跃迁光子数对熵交换和纠缠的影响. 结果表明: 考虑原子运动时, 原子和光场熵变呈现周期性, 且发生熵交换现象; 与热光场的相互作用导致运动原子与场纠缠, 多光子过程有利于纠缠加强. 在原子和光场熵变均为零处, 纠缠也为零.     

利用Raman相互作用实现未知原子态的传输

利用Λ型三能级原子与单模腔场之间的相互作用,研究简并喇曼相互作用过程中产生场-原子最大纠缠态的方法,实现量子逻辑门的方法,以及如何利用这种方法来实现未知原子态的量子隐形传送.     

相干原子束-相干腔场相互作用系统中量子信息的交换传递

利用演化因子给出了相干原子束与相干腔场相互作用系统的演化规律.研究了其相互作用过程,结果表明:量子信息不但可以在相干原子与相干腔场之间相互交换,而且可以在不同相干腔场之间传递.还发现:在普遍情况下,信息交换传递的条件与原子跃迁的频率(ωa,k)及其相对相位(ξ)、光场的频率(ωf,k)及其相对相位(η)、原子与光场的耦合强度(g)和相互作用时间(t)等均有关,但当原子与光场发生共振相互作用时,其条件仅与g、t有关.     

开放系统中量子比特与环境纠缠特性的研究

研究了由两个二能级原子与一个零温热库所组成的系统的纠缠动力学过程.考虑原子间的偶偶相互作用及原子与热库之间的失谐,对于初始原子间有纠缠与无纠缠两种情况,研究了不同的参数条件对系统纠缠的影响.计算了两原子间、原子与热库之间的对纠缠以及整个系统的三体纠缠,结果表明在两原子初始处于最大纠缠态时,所有的对纠缠最终都趋于零.增大原子间的偶偶相互作用强度,原子与热库之间的纠缠会被减弱,而原子间的纠缠以及系统三体间的纠缠被增强.增大原子与热库之间的失谐量,两原子之间的纠缠会增大,原子与热库以及三体间的纠缠会减弱.     

利用三原子W类纠缠态在腔量子电动力学体系中实现单原子态的远程制备

提出了两个利用三原子W类纠缠态作为量子通道.在腔量子电动力学(QED)体系中实现单原子态的远程制备方案:一个是接收者借助于原子与单模腔场之间的大失谐相互作用实现初始态重建,另一个则是接受者利用原子与单模腔场之间的共振相互作用完成远程态制备.两方案中都涉及到了一位发送者和两位接收者,发送者可以将被传送态远程制备到两位接收者中的任何一位的手中,而另一位接受者必须为其提供必要的协助.表明利用原子与腔场之间的大失谐相互作用的方法可以很好地克服腔场的消相干,降低对腔品质因子的要求;而利用共振相互作用的方法则无需引入辅助原子,操作简便.但不论采用何种方法,实现单原子远程态制备的总成功概率是相同的.     

两维耦合腔系统中的纠缠特性EI北大核心CSCD

研究四个二能级原子与两维耦合腔的相互作用系统,其中每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用。利用负本征值度量两子系统间的纠缠,讨论了腔与腔之间的耦合系数变化对原子与原子之间和腔与腔之间纠缠的影响。研究结果表明,随腔与腔之间耦合系数的增大,原子与原子之间纠缠增强,腔与腔之间纠缠减弱。     

耗散系统中原子和场的熵交换与纠缠

研究耗散腔中, 二能级原子与单模辐射场在相互作用过程中熵关联的情况. 结果表明：原子与场之间存在熵交换现象, 更重要的是证明了它们之间的熵交换需要满足一定的条件. 同时也计算了原子与场之间的纠缠, 发现两子系统间熵交换与纠缠的关系.     

两维耦合腔系统中的纠缠特性

研究四个二能级原子与两维耦合腔的相互作用系统,其中每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用。利用负本征值度量两子系统间的纠缠,讨论了腔与腔之间的耦合系数变化对原子与原子之间和腔与腔之间纠缠的影响。研究结果表明,随腔与腔之间耦合系数的增大,原子与原子之间纠缠增强,腔与腔之间纠缠减弱。     

高温稠密等离子体的分子动力学模拟

将平均原子模型和密度泛函理论相结合,发展了一个计算高温稠密等离子体中离子之间平均相互作用势的理论模型. 利用平均原子模型考虑了高温稠密物质中电子的激发和密度效应对电子结构的影响,利用动能和交换相关能的局域密度泛函近似计算离子之间的平均相互作用. 基于发展的相互作用势模型,开展了分子动力学模拟,研究了高温稠密Al和Fe等离子体的状态方程.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用Negativity熵研究了Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子处于|β00〉时,初始纠缠的两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.