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     

Kerr介质中耦合双原子的纠缠特性

研究了Kerr介质中两个耦合二能级原子的纠缠演化规律, 通过concurrence计算了系统的纠缠度, 讨论了系统初态、Kerr 介质和原子之间的偶极相互作用对腔中两个原子纠缠度的影响. 结果表明: 通过适当选取Kerr介质的耦合系数和偶极相互作用强度, 可以获得固定的两原子纠缠, 并且可以提高两原子之间的纠缠, 甚至彻底消除纠缠猝死现象. 关键词： 偶极相互作用 Kerr介质 concurrence     

共同环境中三原子间纠缠演化特性研究

研究了三个二能级原子与共同热库发生相互作用的系统纠缠动力学演化. 采用三体负本征值来描述系统间纠缠, 通过数值计算分析了初始状态和原子间偶极-偶极相互作用对系统间纠缠演化的影响. 结果表明, 初始状态的原子相位可以控制量子干涉现象; 长时间演化下原子的激发态布居出现俘获现象; 通过调节偶极-偶极相互作用强度, 可以提升三原子间纠缠.     

两纠缠原子与二项式光场相互作用的动力学

采用时间演化算符和数值计算方法，研究了两全同二能级纠缠原子与二项式光场相互作用的动力学，结果表明原子布居和原子偶极压缩的时间演化与二项式光场系数和两纠缠原子的纠缠度有很强的关联，选择合适的系统参数，原子偶极矩可以被完全压缩. 关键词： 纠缠原子 二项式态 原子布居 偶极压缩     

Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的演化特性

研究两个全同二能级原子与单模场相互作用的Tavis-Cummings模型中的量子纠缠.在场和两原子初始分别为真空场和纠缠或非纠缠状态下，得出体系状态将演化为三体近似W纠缠态.通过对纠缠量的计算得出：该三体近似W纠缠态纠缠量的演化特性将随三体所处的初始状态、原子间及原子与场间的耦合系数、失谐程度、原子反转粒子数的变化而变化.值得一提的是可得出原子间耦合作用强度对纠缠量的非线性效应，并且纠缠量展现出与原子反转粒子数一致的周期振荡现象. 关键词： W纠缠态 纠缠量 反转粒子数     

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.     

内禀退相干下Tavis-Cummings模型中原子的纠缠演化与贝尔不等式破坏

通过求解系统的Milburn方程，研究了两个二能级原子和单模场相互作用系统中原子间纠缠和贝尔不等式破坏随时间的演化特性，讨论了偶极相互作用、场与原子的失谐量对纠缠度以及贝尔不等式破坏的影响.结果表明：原子间偶极-偶极相互作用对纠缠度和贝尔不等式破坏有显著影响，失谐量增大会使两原子的纠缠度和贝尔不等式破坏变大，并且两原子所能达到稳定的纠缠受偶极相互作用系数与失谐量两者之差的影响.同时还发现两原子的纠缠与贝尔不等式破坏并不是单调的函数关系，很小的纠缠也可以产生贝尔不等式破坏. 关键词： Milburn理论 偶极-偶极相互作用 失谐量 贝尔不等式破坏     

W态纠缠实现双腔远程控制原子的非经典特性

考虑将双模纠缠相干光场的两模场同时分别注入两个腔中,初态处于W态的三体纠缠二能级原子中的两个分别在这两个腔内,并且都与光场发生共振相互作用,经腔QED演化之后,对纠缠相干光场进行光子探测和对纠缠原子进行选择性测量,通过操纵相互作用的时间和光场的参数可控制W态中处于腔外的第三个原子的非经典效应,如粒子数布居差的崩塌一回复现象和偶极压缩现象,从而实现了更强地远程控制原子的非经典特性.     

纠缠态原子偶极间互作用对量子态保真度的影响

研究了一对具有偶极－偶极相互作用的纠缠态原子与相干态光场的相互作用,考察了原了间偶极－偶极相互作用对体系中量子态保真度的影响。     

双模腔场中纠缠转移时纠缠与能量关系的研究

在初态为Bell态的两个二能级原子与双模腔场的耦合系统中,我们研究了其子系统纠缠转移时两原子的能量与其纠缠演化之间的关系。结果表明：两者的关系是密不可分的。而且,我们还讨论了原子间的偶极-偶极相互作用和腔场中的光子数对这种关系的影响。     

Effects of Cavity-Field Statistics on Atomic Entanglement in Two-Mode Jaynes-Cummings Model

We study the entanglement properties of a pair of two-level Rydberg atoms passing one after another into a lossless cavity with two modes. The initial joint state of two successive atoms that enter the cavity is unentangled. Interactions mediated by the cavity field results in the final two-atom mixed entangled type state. The entanglement of formation of the joint two-atom state as a function of the Rabi angle gt is calculated for Fock state field, coherent field and thermal field respectively inside the cavity. We present a comparative study of two-atom entanglement corresponding to the different field statistics.     

Entanglement Dynamics and Bell Violations of Two Atoms in Tavis-Cummings Model with Phase Decoherence

Considering the dipole-dipole coupling intensity between two atoms and the field in the Fock state, the entanglement dynamics between two atoms that are initially entangled in the system of two two-level atoms coupled to a single mode cavity in the presence of phase decoherence has been investigated. The two-atom entanglement appears with periodicity without considering phase decoherence, however, the phase decoherence causes the decay of entanglement between two atoms, with the increasing of the phase decoherence coefficient, the entanglement will quickly become a constant value, which is affected by the two-atom initial state. Meanwhile the two-atom quantum state will forever stay in the maximal entangled state when the initial state is proper even in the presence of phase decoherence. On the other hand, the Bell violation and the entanglement do not satisfy the monotonous relation, a large Bell violation implies the presence of a large amount of entanglement under certain conditions, while a large Bell violation corresponds to a little amount of entanglement in certain situations. However, the violation of Bell-CHSH inequality can reach the maximal value if two atoms are in the maximal entangled state, or vice versa.     

Kerr介质对粒子数光场中双原子纠缠演化的影响

初始纠缠的双原子中的一个原子与高Q腔中的单模光场发生相互作用,我们分析了在真空场、粒子数场及Kerr介质环境下两原子间的纠缠演化特性,发现在真空条件下两原子的纠缠有规则的作周期性变化;在粒子数场中两原子的纠缠度严重衰减,演化过程中达到最大纠缠的几率大大减少,且在一定时间段内纠缠消失,产生纠缠猝死现象,随着粒子数增加,纠缠猝死区域不断增加,对两原子的纠缠造成极大地破坏;但当系统在Kerr介质环境中发生相互作用时,发现能有效消除粒子数场中产生的纠缠猝死现象,在一定条件下能使两原子间的纠缠度在高值状态窄幅震荡。     

Evolution of Atomic Entanglement for Different Cavity-Field Statistics in Single-Mode Two-Photon Process

We study the evolution of entanglement for a pair of two-level Rydberg atoms passing one after another into an ideal cavity filled with a single mode radiation field. The atoms interact with the cavity field via two-photon transitions. The initial joint state of two atoms that enter the cavity one after the other is unentangled. Interactions intervened by the single mode cavity photon field brings out the final two-atom mixed entangled type state. We use the well known measure appropriate for the mixed states, i.e. the entanglement of formation to quantify the entanglement. We calculate the entanglement of formation of the joint two-atom state as a function of the Rabi angle, for the Fock state field, coherent field and thermal field respectively inside the cavity. The change in the magnitude of atomic entanglement with cavity photon number has been discussed.     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,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、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器. 关键词： 量子纠缠 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子 相干态     

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.     

远程制备双原子纠缠态

提出一种远程制备双原子纠缠态的方案,该方案基于两个原子与单模腔场的同时非共振相互作用.由于双粒子纠缠态比三粒子纠缠态容易制备,方案用两对双原子纠缠态作为量子通道.Alice 拥有的两个相同原子同时与一单模腔场非共振相互作用.Alice已知她要制备的纠缠态,她选择适当的相互作用时间、测量她所拥有的两个原子并通过经典通道通知Bob.Bob引入一个相同的辅助原子和一个单模腔场来实现方案.方案对腔场状态和腔损耗不敏感,基于当前的腔QED 技术,方案能在实验上实现.该方案有望在量子信息过程中有重要的应用价值.     

双J-C模型中两原子的纠缠动力学特征

初始处于类贝尔纠缠态的完全一样的二能级原子A和B分别与空间分离的两处于真空场的腔场a和腔场b发生相互作用,利用双Jaynes-Cummings理论模型进行分析,我们采用部分转置矩阵的负本征值(negativity)的方法研究了两原子间纠缠度随时间演化的动力学特征,通过数值计算和理论分析发现在一定参数范围内原子间出现纠缠猝死现象;通过参数调整能有效缩小纠缠猝死区域,在一定的参数条件下能有效消除两原子间的纠缠猝死现象。     

控制Tavis-Cummings模型中两原子X态的纠缠突然死亡与突然产生

研究了初态为X态时Tavis-Cummings模型中具有偶极相互作用两原子的纠缠演化特性,在演化过程中,同时号码出现了两原子的纠缠突然死亡(ESD)与突然产生(ESB)两种有趣的现象.详细分析了两原子初始态的纯度、偶极相互作用、光场粒子数对这两种现象出现时间的影响,进一步给出了初始为混态时ESB与ESD的转换条件.计算结果表明,上述系统参量对两原子的纠缠演化、ESB与ESD有重要的影响,偶极相互作用会改变纠缠度的振荡周期,使出现ESD的时间间隔减少;随着初始两原子纠缠纯度的增大,纠缠突然产生以及纠缠突然死亡存在的时间缩短,并且可以提高两原子之间的纠缠;对于特殊的初态,产生了纠缠不变性以及固定的两原子纠缠,该定值受两原子初始状态的纯度控制。     

Effect of Cavity Decay on Entanglement of Ladder-Type Three-Level Atoms and a Two-Mode Cavity Field

Considering the adiabatical approximation and the large detuning condition, we give the effective Hamiltonian of a ladder-type three levels atom interacting with a bimodal cavity field. If two identical three-level atoms are sent through the cavity one by one, a two-atom entangled state can be generated. With the choice of the appropriate interaction time, a maximally entangled state of two atoms can be obtained if decoherence effect is ignored. Moreover, we discuss the effect of cavity decay on four physical quantities including atomic population probability, residual entanglement of the first atom and the cavity field, concurrence between the two atoms, and fidelity for generating atomic EPR state, all of which decrease with the increase of cavity decay when the other parameters are fixed.