Properties of field quantum entropy evolution in the Jaynes--Cummings model with initial squeezed coherent states field

The properties of the field quantum entropy evolution in a system of a single-mode squeezed coherent state field interacting with a two-level atom is studied by utilizing the complete quantum theory, and we focus our attention on the discussion of the influences of field squeezing parameter $\gamma $, atomic distribution angle $\theta $ and coupling strength $g$ between the field and the atom on the properties of the evolution of field quantum entropy. The results obtained from numerical calculation indicate that the amplitude of oscillation of field quantum entropy evolution decreases with the increasing of squeezing parameter $\gamma $, and that both atomic distribution angle $\theta $ and coupling strength $g$ between the field and the atom can influence the periodicity of field quantum entropy evolution.     

吸附氢分子的振动态及熵的计算

用第一性原理方法研究了H_2在(MgO)_9及(AlN)_(12)团簇上的吸附态、振动模式及熵.分析表明,吸附体系的振动中有六个简正模式可归为氢分子的振动;由于氢分子质量很小,零点能修正对吸附能有重要影响.利用振动配分函数计算了吸附氢分子的熵,表明吸附态H_2的熵主要决定于较低的同相振动的频率,并不完全与吸附强度相关;在标准大气压下70—350 K的温度范围内,吸附H_2的熵与气态H_2的熵之间存在很好的线性关系,吸附后H_2的熵减小约10.2R.     

On the entropy of nonequilibrium states

A definition originally proposed by H. S. Green is used to calculate the entropy of nonequilibrium steady states. This definition provides a well-defined coarse graining of the entropy. Although the dimension of the phase space accessible to nonequilibrium steady states is less than the ostensible dimension of that space, the Green entropy is computed from within the accessible phase space, thereby avoiding the divergences inherent in the fine-grained entropy. It is shown that the Green entropy is a maximum at equilibrium and that away from equilibrium, the thermodynamic temperature computed from the Green entropy is different from the kinetic temperature.     

依赖强度耦合三光子过程下运动原子最佳熵压缩态的制备

为了研究三光子过程中原子与相干态耦合量子体系信息熵压缩随时间演化规律及原子最佳信息熵压缩态的制备,我们采用全量子理论,推导出运动原子与单模简并三光子依赖强度耦合量子体系的精确解;理论上给出制备原子最佳信息熵压缩态的充分及必要条件,并进行了数值模拟验证.研究结果表明:控制相干态场与原子作用时间,切断相干态场与原子的纠缠,选择二能级原子处于等权重相干叠加态,适当选取相干态场与原子的初始位相,可以制备出原子最佳量子信息熵压缩态;调节光腔中场模结构参量,能够得到连续的量子信息熵压缩态.该研究结果在多光子过程低噪声量子信息处理中具有一定意义.     

依赖强度耦合三光子过程下运动原子最佳熵压缩态的制备

为了研究三光子过程中原子与相干态耦合量子体系信息熵压缩随时间演化规律及原子最佳信息熵压缩态的制备,我们采用全量子理论,推导出运动原子与单模简并三光子依赖强度耦合量子体系的精确解;理论上给出制备原子最佳信息熵压缩态的充分及必要条件,并进行了数值模拟验证。研究结果表明：控制相干态场与原子作用时间,切断相干态场与原子的纠缠,选择二能级原子处于等权重相干叠加态,适当选取相干态场与原子的初始位相,可以制备出原子最佳量子信息熵压缩态;调节光腔中场模结构参量,能够得到连续的量子信息熵压缩态。该研究结果在多光子过程低噪声量子信息处理中具有一定意义。     

运动原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制

运用量子信息熵理论,研究了运动二能级原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制;比较了分别从基于信息熵不确定关系和海森堡不确定关系出发得出的结果;分析了制备原子最佳熵压缩态的充要条件,并进行了数值验证.考察了场模结构参数对最佳熵压缩态的影响.结果表明,信息熵压缩是对原子压缩效应的高灵敏量度;控制原子与场的相互作用时间,斩断原子和场的纠缠,选择原子的相干性,调节系统的相对位相可制备原子最佳熵压缩态;控制场模结构参数,可获得持续的原子最佳熵压缩态. 关键词： 依赖强度耦合 场模结构参数 最佳熵压缩态     

信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系--兼论玻尔兹曼熵和克劳修斯熵是否等价

论述了信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系;由不涉及具体系统的方法从玻尔兹曼关系、信息熵推导出了克劳修斯熵的表达式;指出玻尔兹曼熵与克劳修斯熵不是等价关系,而是玻尔兹曼熵包含克劳修斯熵,信息熵又包含玻尔兹曼熵。     

Relative entropy as a measure of entanglement for Gaussian states

In this paper, we derive an explicit analytic expression of the relative entropy between two general Gaussian states. In the restriction of the set for Gaussian states and with the help of relative entropy formula and Peres--Simon separability criterion, one can conveniently obtain the relative entropy entanglement for Gaussian states. As an example, the relative entanglement for a two-mode squeezed thermal state has been obtained.     

Gibbons-Maeda dilaton黑洞的全息熵

依据全息原理,通过计算Gibbons-Maeda dilaton黑洞事件视界上量子场的统计熵,得到了该黑洞的全息熵和Bekenstein-Hawking熵.计算中利用非对易量子场论,克服了普通量子场论中态密度在视界上的发散困难,避免了黑洞熵热气体方法中紫外截断的引入.用留数定理克服了计算中的积分困难,所得的结果定量成立.研究表明,黑洞熵可以视为其视界上量子场的熵;通过计算视界上量子态的统计熵可以得到黑洞熵,计算中可以且应该避免视界外量子态的影响. 关键词： 黑洞熵 全息原理 事件视界 非对易量子场论     

Sen黑洞熵与能斯特定理

避开求解黑洞背景下波动方程的困难,应用量子统计方法,直接求解轴对称Sen黑洞背景下Bose场和Fermi场的配分函数.然后利用改进的 brick-wall 方法-膜模型,计算黑洞背景下Bose场和Fermi场的熵.得到黑洞熵不但与黑洞的外视界面积有关，而且也是内视界面积的函数.在所得结论中不存在对数发散项与舍去项,也不存在黑洞视界外标量场或Dirac场为什么是黑洞熵疑难,并且给出粒子的自旋简并度对黑洞熵的影响. 当黑洞的辐射温度趋于绝对零度时,由黑洞内外视界面积决定的黑洞熵也趋于零,它满足能斯特定理,可视 关键词： 膜模型 黑洞熵 能斯特定理     

运动级联型三能级原子双光子过程的熵演化

研究了运动级联型三能级原子与单模场双光子相互作用过程中场(原子)熵的演化特性. 讨论了当运动原子初始处于相干叠加态时,原子运动、场模函数、初始场的平均光子数n对场熵演化的影响. 结果表明：熵演化的周期依赖于原子的运动和场模函数的取值,而初始场的平均光子数n只影响最大和次最小熵值,不改变熵演化的周期. 关键词： 双光子 运动Ξ型三能级原子 熵     

单模辐射场与耦合双原子相互作用系统中场熵的压缩特性

研究了单模辐射场与耦合双原子相互作用系统中场熵的压缩特性,讨论了系统初始状态及原子间偶极相互作用对场熵压缩特性的影响.数值计算结果表明,当系统初始时刻处于合适的相干叠加态时,场熵呈现出周期性压缩现象,其压缩深度和压缩时间与原子间偶极相互作用强度有关. 关键词： 单模辐射场 耦合双原子 光场熵压缩     

Gibbons-Maeda dilaton 黑洞的纠缠熵

按纠缠熵方法，计算了Gibbons-Maeda(G-M)dilaton黑洞视界外部与黑洞内量子态纠缠的一薄层内量子场的统计熵，得到了G-M dilaton黑洞的Bekenstein-Hawking熵.用广义不确定原理对量子态密度进行修正，克服了brick-wall模型中视界附近态密度的发散困难，该薄层可以紧贴在事件视界上.对brick-wall外部量子场中与黑洞内自由度有关联的自由度统计熵进行了计算，并把结果与brick-wall内量子场的熵进行比较分析，显示两结果具有与视界面积成正比的一致性，但后者能更 关键词： 纠缠熵 黑洞 广义不确定原理 截断     

Entanglement entropy for the n-sphere

We calculate the entanglement entropy for a sphere and a massless scalar field in any dimensions. The reduced density matrix is expressed in terms of the infinitesimal generator of conformal transformations keeping the sphere fixed. The problem is mapped to the one of a thermal gas in a hyperbolic space and solved by the heat kernel approach. The coefficients of the logarithmic term in the entropy for 2 and 4 spacetime dimensions are in accordance with previous numerical and analytical results. In particular, the four-dimensional result, together with the one reported by Solodukhin, gives support to the Ryu–Takayanagi holographic ansatz. We also find that there is no logarithmic contribution to the entropy for odd spacetime dimensions.     

轴对称黑洞的量子统计熵

避开了求解黑洞背景下波动方程的因难,应用量子统计方法,通过应用在量子引力中、由广义测不准关系得出的新态密度方程,直接求解轴对称Kerr黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数.然后,在视界附近计算黑洞背景下玻色场和费米场的熵.得到用收敛级数表达的黑洞熵.在计算中不存在用brick wall模型计算黑洞熵时出现的发散项和小质量近似,使人们对非球对称时空中黑洞的统计熵有更深入的认识. 关键词： 量子统计 非球对称时空 广义测不准关系 黑洞熵     

The effect of atomic motion and two-quanta JCM on the information entropy

We study the interaction between a moving two-level atom and a single-mode field. The coupled atom-cavity system with atomic center-of-mass motion included is modeled by considering the dependence of the atomic motion along z-axis. At exact resonance between the internal atomic transition and the cavity eigenfrequency, an exact solution of the system is obtained and periodically modulated Rabi oscillations and regular translational motion are observed. We focused on the dynamics of both field Wehrl entropy and Wehrl phase distribution. The influence of the atomic motion on the evolution of von Neumann entropy and Wehrl entropy is examined. The results show that the atomic motion and the field-mode structure play important roles in the evolution of the von Neumann entropy, Wehrl entropy and Wehrl PD.     

依赖强度耦合双模Jaynes-Cummings 模型的纠缠和场熵演化

应用von Neumann熵研究了依赖强度耦合双模Jaynes-Cummings模型中原子与光场的纠缠度。给出了两模初始场均处于相干态和双模压缩真空态两种情况下熵演化的数值结果。讨论了初始场强度对原子―场纠缠度的影响。发现在强场条件下，原子与光场基本稳定在最大纠缠态但伴随着周期性的脉冲式解纠缠。     

动态广义球对称含荷黑洞的量子熵

计算了广义球对称含荷黑洞视界上标量场的量子态数和自由能，得到了黑洞熵与视界面积成 正比的结论，表明黑洞熵就是其视界上的量子态的熵．考虑广义不确定原理对黑洞熵的影响 ，采用二维膜模型，克服了brick-wall模型中的发散困难，计算中无须任何截断，且brick- wall模型中的小质量近似也可以避免．对视界外二维膜上的量子场的熵做了级数展开讨论， 得到了一些值得探讨的结论． 关键词： 广义不确定原理 黑洞熵 视界 截断     

Time dependence of entropy flux and entropy production for a dynamical system driven by noises with coloured cross-correlation

This paper shows the Fokker--Planck equation of a dynamical system driven by coloured cross-correlated white noises in the absence and presence of a small external force. Based on the Fokker--Planck equation and the definition of Shannon's information entropy, the time dependence of entropy flux and entropy production can be calculated. The present results can be used to explain the extremal behaviour of time dependence of entropy flux and entropy production in view of the dissipative parameter γ of the system, coloured cross-correlation time \tau and coloured cross-correlation strength \la.     

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.