逻辑门操控腔内多光子过程中原子最大相干性恢复

考虑初始处于最大纠缠态的两全同二能级原子,将其中一个注入单模真空态腔场中发生多光子共振相互作用,将腔外原子及腔场视为腔内原子的环境,研究通过操作腔外原控制腔内原子最大相干性恢复。考察对腔外原子作Haddmard(H)逻辑门操作及基态测量前后,腔内原子约化密度矩阵非对角元时间演化曲线。结果表明：对腔外原子操作前,腔内任意 光子过程原子密度矩阵非对角元任意时刻都为零,总是处于混合态或经典态,相干性不能恢复。对腔外原子操作后,在光子数 过程中,腔内原子密度矩阵非对角元呈现周期为 的时间演化,在 时刻最大相干性恢复及态被制备。对于多光子（ ）的过程,腔内原子密度矩阵非对角元时间演化呈高频振荡,振幅呈非线性变化,最大相干性恢复周期变小、恢复次数增多。通过利用腔场与原子之间的共振相互作用和原子之间的纠缠,可实现腔内原子相干性恢复远程控制。与单光之过程相比,多光子过程更有利于原子相干性的恢复。     

逻辑门操控腔内多光子过程中原子最大相干性恢复

考虑初始处于最大纠缠态的两全同二能级原子,将其中一个注入单模真空态腔场中发生多光子共振相互作用,而将腔外原子及腔场视为腔内原子的环境,研究通过操作腔外原子实现腔内原子最大相干性恢复调控.考察对腔外原子作Hadamard门操作及基态测量前后两种情况下,腔内原子约化密度矩阵非对角元时间演化曲线.结果表明:对腔外原子操作前,腔内原子总是处于混合态或经典态,相干性不能恢复;对腔外原子操作后,腔内原子密度矩阵非对角元呈现周期性演化,最大相干性可周期性恢复,而且最大相干性恢复周期随光子数目k增大而变小.通过利用腔场与原子之间的共振相互作用和原子之间的纠缠,可实现腔内原子相干性恢复远程控制,与单光之过程相比,多光子过程更有利于原子相干性的恢复.     

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.     

腔场初始态对两量子比特空间退相干的影响

研究了两个二能级原子与一个单模腔场的相互作用中,腔场的不同初始态对原子间相对位置退相干的影响。从描述原子间相对位置状态的约化密度矩阵出发,假设原子间相对位置为两个高斯波包的叠加态,讨论了当腔场初始态分别为热态、Fock态和压缩态情况下,原子与光场的相互作用对两原子间相对位置相干性的影响。发现腔场的初始态不同,原子间相对位置的退相干情况有所不同。当腔场初始态为热态或Fock态时,原子间相对位置的相干性会周期性的衰减和回复,而当腔场初始态为压缩态时,原子间相对位置会出现部分退相干,且退相干程度与原子间相对位置的大小成余弦变化关系。     

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。     

操作腔外原子可控制腔内原子的压缩特性

原子偶极压缩效应的研究一直是量子光学领域中的一个十分活跃的课题,而且这些研究中多限于初始处于单原子的单态或叠加态、双原子的直积态或相干态与光场的相互作用.近年来,原子的纠缠态引起了人们极大的研究兴趣.因为纠缠态不仅证明了量子力学的非局域性,而且被广泛应用于量子计算、量子密码术、量子隐形传态等方面.最近, Yang等人研究了初始处于EPR态的两个两能级原子,其中一个注入真空态腔中,然后通过对腔外原子的操作可以控制腔内原子的发射性质.Lin等人考虑了初始处于GHZ态的三个两能级原子,让其中两个原子分别注入两个处于真空态的共振腔中.在本文中,我们分别考虑原子初始处于EPR态或GHZ态,将其中一个或两个原子同时注入一个处于相干态的光腔中,在共振条件下通过操纵腔外原子来研究腔内原子的偶极压缩效应.结果表明:对腔外原子执行一次旋转操纵和测量,可以改变腔内原子存在的偶极压缩特性.这方面的研究工作对量子态的制备和腔场的辐射控制具有一定的实际意义.     

基于腔QED的隐形传送四比特团簇类态方案

本文提出了一个基于腔QED的隐形传送四比特团簇类态方案,在该方案中选用两个GHZ纠缠对作为量子通道,通过对原子和腔场的大失谐作用以及外加强经典场的辅助,可以制备纠缠的量子通道,完成联合的三粒子测量,成功地实现隐形传送四比特团簇类态。结果还表明,此方案不受腔场退相干和热场的影响.     

利用Λ型原子与双模腔场的相互作用进行量子信息处理

利用Λ型三能级原子与一个两模腔场在两光子共振和单光子大失谐条件下的相互作用模型，给出了制备两个和三个远距离的腔场的纠缠态和如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、纠缠态的转移的方案；同时找到了一种不用进行Bell基测量而实现纠缠交换的方法；构造了实现量子交换门的操作.最后对实验的可行性进行了分析. 关键词： 量子信息处理 Λ型原子 双模腔场 相互作用     

耗散腔中两二能级原子态的量子信息保真度

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律,针对不同的初态,分析与单模辐射场作用过程中原子态的量子信息保真度.结果表明:当两原子初始处于不同的量子态时,量子信息在传输过程中可能不失真或部分失真,也可能出现周期性演化;在输出态和输入态具有相同的纠缠度时,量子信息可能不失真,也可能完全失真.     

腔外原子操作控制腔内原子的纠缠特性

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时分别注入处于真空态的两个腔中并发生共振相互作用的情况.采用数值计算方法,研究了对腔外原子的旋转操作和测量对腔内原子纠缠性质的影响.研究结果表明,通过对腔外原子的旋转操作和选择性测量可控制腔内原子的纠缠性质.     

通过对腔外原子的操作控制腔内原子的发射性质

考虑初始处于纠缠态的三个双能级原子,将其中两个原子分别注入处于真空态的两个腔中,发生共振相互作用。通过对腔外原子进行操作,可使腔内两个原子的发射性质受到很大影响。     

Model for Interaction Between Photon and Cold Atom in QED Cavity

A model has been established for the interaction between a single-mode optical field and a 2-energy-level cold atom with exact analytic solutions given. The processes of momentum and energy exchanges between the optical field and the cold atom due to the interaction between them are discussed in detail, and a formula has been given for the variation of momentum and energy exchange volumes with time t in dress state while both the effects of photon recoil and Doppler effect are taken into consideration.     

Preparation of Two-atoms Entangled States via the Quantized Cavity Field Resonant Interaction with Atom

A scheme for preparation of the two-atoms entangled state via the resonant interaction of a quantized cavity field with atom is presented. It is injected an two-level atom initially prepared in the superposition of the ground state and excited state through the cavity prepared in the vacuum state. The atom passing through the cavity creates atom-field entanglement. The second two-level atom prepared in the ground state is injected into the cavity at different angle. After the interaction with the cavity field, the two-atoms entangled state is produced and the cavity field is still in the vacuun state. Comparing with the existing schemes, ours is easier to realize experimently.     

对腔外原子操作时腔内原子的发射性质

考虑初始处于W态的三个双能级原子，将其中两个分别注入处于真空态的两个腔中，发生共振相互作用。通过对腔外原子进行适当的旋转及测量，可使腔场发射双模压缩光，并且当旋转角度发生变化时，压缩的程度也会发生变化。     

腔场耦合的二能级原子荧光谱

过光与物质相互作用的主方程计算了强场激励的二能级原子与单模腔耦合的稳态荧光谱。在腔场的强耦合作用下,三峰Mollow谱的每个成分都分裂为多重的,这种现象由腔场使原子修饰态能级漂移而导致的,荧光谱的具体结构则依赖于驱动场的拉比频率和原子-腔的耦合系数。     

量子微腔中原子俘获的绝热微扰分析

详尽地研究了驻波腔场中两能级原子运动的能量转移和动力学演化的非绝热修正。从而定量地阐述了实现原子俘获的绝热近似条件。     

损耗腔中二能级原子的自发辐射谱

研究了耗散真空腔场中二能级单原子的辐射谱。推导出了原子辐射谱的一般表达式。讨论了腔的耗散系数以及在考虑腔耗散之后测量时间对辐射谱的影响。结果表明:当腔耗散系数增大时,峰的相对高度迅速减小,且数目减少;当腔耗散一定时,只有选择适当的测量时间,辐射谱才显现出比较明显的量子特性。     

Properties of Coherent State for Hydrogen Atom

We construct the coherent state for the two-dimensional hydrogen atom, for which the averaged motion ofposition describes a Kepler ellipse. The coherent state can be expanded with respect to the eigenstates of 2D hydrogenatom, from which we evaluate the binding energy of the wave packet for this state.     

Trapping States for a Three-Level Atom in the A Configuration

A simple scheme has been developed for seeking atomic trapping states for a cornposite system consisted of a three-level atom interacting with two quantized laser modes in the A configuration. A series of new trapping states (also called as dark states) are discovered and their analytical expressions are explicitly obtained.