驻波激光场中囚禁离子内外自由度熵的演化特性

从描述囚禁离子与驻波激光场相互作用的Jaynes-Cummings（J-C）模型出发,导出了囚禁离子谐振动单量子共振激发相互作用的非线性J-C模型。通过求解这一模型下系统态和离子系统熵的演化规律,数值研究了囚禁离子的熵演化与Lamb-Dick参数  、离子在驻波激光场中的位置以及初始声子强度之间的关系。结果表明,离子熵的演化呈现非周期性的振荡。随着参数  的增大,囚禁离子熵演化的振荡频率变大,囚禁离子内外自由度退纠缠的时间变短。当离子质心的位置从驻波激光场的波节移向波腹,囚禁离子熵演化的振荡频率变小,离子与声子自由度退纠缠的时间变长。如果初始声子场强度较小,离子熵随时间的演化强烈地表现为不规则的振荡,且振荡频率较大;随着初始声子场强度变大,离子熵的演化类似于J-C模型中的场熵演化,不规则的振荡频率逐渐变小。     

驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究

运用量子纠缠和线性熵理论,研究了驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移.讨论了相干角、离子的相对位相、离子与驻波激光场之间的耦合强度以及失谐量、Lamb-Dicke参数对离子线性熵的影响.结果表明,在一定的条件下可以实现囚禁离子的内态到振动态的相干转移,线性熵随时间的演化呈现非周期性的振荡行为.离子线性熵的最大值随着相干角、离子与激光场之间的耦合强度以及失谐量的增大而减小,随着Lamb-Dicke参数的增大而增大.并且可以通过调节驻波激光场来调节离子与驻波激光场之间的耦合强度和失谐量,从而达到对离子线性熵的控制与操纵,理论上提供了一种调控纠缠的方式.     

囚禁离子的非线性Jaynes-Cummings模型及其布居数反转演化

从描述囚禁离子与驻波激光场相互作用的Jaynes-Cummings(J-C)模型出发，导出了囚禁离子谐振动单量子共振激发相互作用的非线性J-C模型. 通过求解这一模型的系统状态随时间变化，数值研究了离子布居数反转的演化规律. 结果表明，离子布居数反转演化的崩塌-复原周期与Lamb-Dick参数η和离子在驻波激光场中的位置有关，随着η参数的增大，离子布居数反转的崩塌-复原周期变短，当离子质心的位置从驻波激光场的波节移向波腹时，离子布居数崩塌-复原的周期变长. 关键词： 驻波激光场 囚禁离子 非线性J-C模型 Lamb-Dick参数     

驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移研究

运用量子纠缠和线性熵理论,研究了驻波激光场中囚禁离子的线性熵和量子态转移。讨论了相干角、离子的相对位相、离子与驻波激光场之间的耦合强度以及失谐量、Lamb-Dicke参数对离子线性熵的影响。结果表明,在一定的条件下可以实现囚禁离子的内态到振动态的相干转移,线性熵随时间的演化呈现非周期性的振荡行为。离子线性熵的最大值随着相干角、离子与激光场之间的耦合强度以及失谐量的增大而减小,随着Lamb-Dicke参数的增大而增大。并且可以通过调节驻波激光场来调节离子与驻波激光场之间的耦合强度和失谐量,从而达到对离子线性熵的控制与操纵,理论上提供了一种调控纠缠的方式。     

与两等同Bell态纠缠原子相互作用光场的量子场熵

利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1);随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场－原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.     

驻波激光场中囚禁离子内外自由度的周期纠缠

在Lamb-Dicke极限下,利用幺正变换,将处于驻波激光场中任意位置的囚禁离子哈密顿量变换为离子裸态基中的Jaynes-Commings模型哈密顿量,研究了其内外自由度的量子熵和纠缠.结果表明,在非共振条件下,囚禁离子系统内外自由度之间存在周期纠缠 关键词： 驻波激光场 囚禁离子 内外自由度 周期纠缠     

囚禁离子非线性Rabi模型量子场熵演化特性

本文研究了基于单个囚禁离子与两束激光场相互作用的非线性Rabi模型中的纠缠动力学.利用Von-Neumann熵来表征纠缠度.通过数值模拟,详细讨论了Lamb-Dicke参数对量子场熵的影响.在单光子非线性Rabi模型中,随着Lamb-Dicke参数和初始平均光子数的增加,场熵的平均值并不单调增加.在双光子非线性Rabi模型中,场熵的时间演化是周期性振荡的.随着Lamb-Dicke参数的增加,场熵的周期振荡逐渐消失.对于较小的Lamb-Dicke参数,纠缠和退纠缠周期性地出现.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统的量子纠缠

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于原子的量子约化熵研究了初始处于Bell态|β00>和| β10>的两原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统中两原子与双模光场之间纠缠的演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对原子熵演化特性的影响.结果表明:随着双模光场的平均光子数的增大,原子熵的时间演化曲线逐渐变为规则振荡;增大原子间的相互作用强度,原子熵的振荡频率和振幅都减小;改变双模光场的纠缠度,原子熵的振荡频率和振幅都不发生改变.     

囚禁离子非线性J-C模型量子态保真度

用全量子理论研究驻波激光场与囚禁离子相互作用系统中量子态保真度,详细讨论离子质心在驻波激光场中位置及离子初始状态对保真度的影响.结果表明:随着囚禁离子从远离驻波激光场波节处向波节处移动,量子态保真度振荡频率越来越高,振荡幅度几乎不变,且保真度到达第一个极小值所用时间越来越短,但不会出现信息完全失真;随着囚禁离子处于基态概率增加,量子态保真度振荡频率几乎不变,振荡幅度越来越小,也不会出现信息完全失真;在信息储存或传递过程中,囚禁离子量子态失真比系统和驻波场量子态失真小.     

多模简并多光子Tavis-Cummings模型中的量子纠缠特性

利用冯·纽曼约化熵理论研究了多模相干态光场与两等同二能级原子简并多光子相互作用系统量子纠缠演化特性,得到了多模光场量子纠缠的解析表达式,并给出了双模光场与两原子相互作用时量子纠缠的数值计算结果.结果表明:量子纠缠随着光子简并度的增大而增强;随着初始平均光子数的增加,量子纠缠演化的周期性变得越来越明显;当场与原子远离共振时,量子纠缠随着频率失谐量的增大而减弱;当失谐量足够大时,场与原子几乎总是处于纠缠状态.这些结论对于纠缠态或纯态的制备及获取光学系统中的量子信息研究中有一定参考价值.     

SU(1,1)相干态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠

研究的系统为SU(1, 1)相干态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的SU(1, 1)相干态与凝聚体间的纠缠以及SU(1, 1)相干态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响。     

SU(1,1)相干态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠

研究的系统为SU(1, 1)相干态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的SU(1, 1)相干态与凝聚体间的纠缠以及SU(1, 1)相干态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响。     

Quantum entanglement in a two—dimensional ion trap

In this paper,we investigate the quantum entanglement in a two-dimensional ion trap system.we discuss the quantum entanglement between the ion and phonons by using reduced entropy,and that between two degrees of freedom of the vibrational motion along x and y directions by using quantum relative entropy.We discuss also the influence of initial state of the system on the quantum entanglement and the relation between two entanglements in the trapped ion system.     

Evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multimode light field interacting resonantly with a two-level atom through Nj-degenerate NΣ-photon process

The time evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multi-mode coherent light field resonantly interacting with a two-level atom by degenerating the multi-photon process is studied by utilizing the Von Neumann reduced entropy theory, and the analytical expressions of the quantum entropy of the multimode field and the numerical calculation results for three-mode field interacting with the atom are obtained. Our attention focuses on the discussion of the influences of the initial average photon number, the atomic distribution angle and the phase angle of the atom dipole on the evolution of the quantum field entropy and entanglement. The results obtained from the numerical calculation indicate that: the stronger the quantum field is, the weaker the entanglement between the quantum field and the atom will be, and when the field is strong enough, the two subsystems may be in a disentangled state all the time; the quantum field entropy is strongly dependent on the atomic distribution angle, namely, the quantum field and the two-level atom are always in the entangled state, and are nearly stable at maximum entanglement after a short time of vibration; the larger the atomic distribution angle is, the shorter the time for the field quantum entropy to evolve its maximum value is; the phase angles of the atom dipole almost have no influences on the entanglement between the quantum field and the two-level atom. Entangled states or pure states based on these properties of the field quantum entropy can be prepared.     

高斯型耦合多光子Tavis-Cummings模型中场与原子的纠缠特性

利用全量子理论,研究了多光子跃迁过程高斯型耦合Tavis-Cummings模型中场与原子的纠缠特性。讨论了多光子原子运动速度、光场初态的平均光子数及跃迁光子数对场与原子之间纠缠特性的影响。结果表明:原子运动速度的变化改变了场熵演化曲线的振荡时域;光场初态影响场熵演化曲线的周期性;跃迁光子数的增加使场熵演化曲线的振荡频率和场与原子之间的平均纠缠度变大。     

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.