混合态下运动原子与相干态光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态运动原子与相干态光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、相干场平均光子数、失谐量、跃迁光子数等物理参量对系统纠缠度的影响。结果表明：考虑原子运动时,系统纠缠度在整个时域范围内出现了规则的周期振荡。原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高。随着相干场平均光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,规则振荡的周期不变。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡变得越来越快。随着失谐量的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小。     

存在相位退相干时原子与光场相互作用的纠缠演化和保持

应用全量子理论研究了存在相位退相干时单模相干光场与一个二能级原子相互作用系统纠缠的时间演化规律;分别讨论了原子—光场耦合常数、光场的平均光子数以及失谐量的大小对场与原子纠缠的影响.结果表明:随着原子—光场耦合常数的增大和光场平均光子数的增加,系统纠缠的振荡频率都会明显增大.不存在相位退相干时,纠缠的时间演化明显受到失谐量的影响,若选取适当的失谐量,系统的纠缠可长时间保持在最大纠缠态.若考虑相位退相干的影响,则在共振情况下系统纠缠的时间演化是一个逐渐衰减的过程,且最终衰减到零;但若存在适当的失谐量,则在初始一段时间内系统的纠缠也是一个波动幅度逐渐衰减的过程,但随着时间的演化,失谐量抵消了相位退相干的影响,使系统的纠缠不再衰减到零.如果增大失谐量,纠缠在初始一段时间内波动的幅度会相应的减小,并且纠缠趋于稳定的时间也随着失谐量的增大而缩短;当失谐量适当时,系统可保持在纠缠相对较大的状态而无消纠缠态.     

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。     

双模光场与运动三能级原子作用系统的反聚束效应

采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与运动V型三能级原子相互作用过程中的聚束和反聚束效应.结果表明:平均光子数变动不大,系统就会由聚束效应跃变为反聚束效应,关联程度最强;平均光子数取一定数值时,原子运动速度增大引起时间演化曲线显著上移,振荡周期变小,对系统的聚束和反聚束效应也有较强影响.当平均光子数较大时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度无任何影响;仅当平均光子数较小时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度变化引起曲线振荡幅度变化,位置发生小幅度移动,产生弱关联.     

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.     

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。     

三能级原子与奇偶纠缠相干光作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用过程中的光场压缩效应,讨论了压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、系统失谐量、双模光场的平均光子数和原子基态概率幅的依赖关系。结果表明：光场压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联：双模纠缠相干光场处于非纠缠状态时的光场压缩量比光场处于纠缠状态时要大;原子处在单纯的基态或激发态时光场都有明显的压缩现象出现;而原子初态中基态和激发态的概率幅较接近时无光场压缩现象;无论光场是否处于纠缠态,只有两模平均光子数接近时,光场才会出现压缩效应。     

V型三能级原子双模光场系统中的量子特性

研究了双模相干态光场与V型原子相互作用的量子系统,并在非旋波近似下对量子系统的布居概率和量子纠缠进行了精确求解。讨论了平均光子数■以及原子初始状态能级叠加对布局概率和量子纠缠的影响,分析了非旋波项跃迁对量子系统动力学特点产生影响的原因。结果表明:随着■的增大布居概率和量子纠缠演化周期逐渐增大。布居概率塌缩区对应系统纠缠度较小,布居概率回复区对应系统纠缠度较大。原子处于叠加态时,量子纠缠初始值和平均值会降低。非旋波项的跃迁使布居概率和纠缠演化曲线出现锯齿状振荡。     

精确求解级联型三能级原子与单模相干态光场场熵的演化特性

本文利用全量子理论,在非旋波近似下对单模相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵随时间的演化进行了精确求解.数值计算的结果表明：随着初始时刻平均光子数n以及光场与原子的耦合强度u, v的增大,场熵的平均值先增大后减小,因此纠缠度也同样先增大后减小;随着失谐量Δ的增大,场熵的平均值逐渐减小,因此纠缠度也逐渐减小. 关键词： 相干态正交化展开 非旋波近似 场熵     

非旋波近似下双光子Jaynes—Cummings模型的量子特性

在非旋波近似下对双光子Jaynes-Cummings(J-C)模型与单模相干态光场相互作用的量子特性进行了精确求解。对双光子J-C模型与单光子J-C模型量子纠缠和原子布居数反转的演化特点进行了对比,讨论了平均光子数、光场与原子之间的耦合强度以及失谐对量子纠缠以及原子布居数反转的影响,数值计算的结果表明,随着光场与原子之间耦合强度的增大,量子纠缠的周期性逐渐消失,随着平均光子数的增加,纠缠达到较稳定的最大值所需时间逐渐增大。无论耦合强度、平均光子数还是失谐的增大,由非旋波项产生的虚光子效应逐渐增强,量子纠缠演化曲线和原子布居数反转的塌缩区出现小锯齿状振荡。     

Entanglement dynamics of a moving multi-photon Jaynesben Cummings model in mixed states

Using the algebraic dynamical method, the entanglement dynamics of an atom-field bipartite system in a mixed state is investigated. The atomic center-of-mass motion and the field-mode structure are also included in this system. We find that the values of the detuning and the average photon number are larger, the amplitude of the entanglement is smaller, but its period does not increase accordingly. Moreover, with the increase of the field-mode structure parameter and the transition photon number, the amplitude of the entanglement varies slightly while the oscillation becomes more and more fast. Interestingly, a damping evolution of the entanglement appears when both the detuning and the atomic motion are considered simultaneously.     

压缩相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的纠缠特性

利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明：光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的最大纠缠度增大;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠则呈现周期性演化,系统呈现接近退纠缠;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠呈现周期性,场失谐量与耦合系数的比值足够大时,在一定时刻系统可处于稳定的最大纠缠态,且系统演化呈现周期性.     

压缩相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的纠缠特性

利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明:光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的最大纠缠度增大;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠则呈现周期性演化,系统呈现接近退纠缠;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠呈现周期性,场失谐量与耦合系数的比值足够大时,在一定时刻系统可处于稳定的最大纠缠态,且系统演化呈现周期性.     

Λ型三能级原子与数态单模光场互作用系统的纠缠特性

通过计算场的量子力学熵讨论了Λ型三能级原子与数态单模光场互作用系统的纠缠和退纠缠时间演化规律.结果表明，系统的纠缠呈现周期性，最大纠缠度依赖于原子初态、初始场光 子数及场失谐量与耦合系数之比.一周期内出现最大纠缠和退纠缠的次数与初始场光子数无 关.近简并下能级初始相对位相影响场熵演化，而激发态和基态之间的初始相对位相对场熵 演化无影响.     

相位损耗腔中大失谐Jaynes-Cummings模型中熵的演化

研究了一位于相位损耗腔中大失谐下二能级原子与相干态场相互作用系统中，光场线性熵、原子线性熵以及光场－原子系统线性熵的演化，讨论了原子初始状态和光场的平均光子数对各线性熵的影响，结果表明，光场线性熵和原子线性熵的演化都较强地依赖于原子初始状态，而系统线性熵的演化与原子初始状态无关。由于光场平均光子数的增加，光场、原子和系统的线性熵都会增加。     

Entanglement of a General Formalism V-Type Three-Level Atom Interacting with a Single-Mode Field in the Presence of Nonlinearities

We investigate the evolution of the atomic quantum entropy and the atom-field entanglement in a system of a V-configuration three-level atom interacting with a single-mode field with additional forms of nonlinearities of both the field and the intensity-dependent atom-field coupling. With the derivation of the unitary operator within the frame of the dressed state and the exact results for the state of the system we perform a careful investigation of the temporal evolution of the entropy. A factorization of the initial density operator is assumed, considering the field to be initially in a squeezed coherent or binomial state. The effects of the mean photon number, detuning, Kerr-like medium and the intensity-dependent coupling functional on the entropy are analyzed.     

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schrodinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联.