利用Ⅴ型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送未知奇偶相干态

描述了简并Ⅴ型三能级原子与单模相干态光场的Raman相互作用,获得了处于激发态单态的原子与相干态光场相互作用的结果.利用探测原子与光场的相互作用将原子和探测光场制备成最大纠缠态,并将原子注入待测任一奇偶相干叠加态,通过原子与待测腔模构成的Bell基矢演化,对原子进行选择性探测,获得奇偶相干叠加态与原子相互作用后可能的量子状态,然后对待测腔场与原子进行联合探测,接着对所测奇偶相干态腔场的量子状态实施么正变换,就将探测腔场制备到待测腔场的初始量子态上,从而实现未知奇偶相干态的隐形传送.     

利用V型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送未知原子态

描述了简并V型三能级原子与单模相干态光场的Raman相互作用,获得了处于激发态单态的原子与相干态光场相互作用的结果.利用探测原子与光场的相互作用将原子和光场制备成最大缠结态,并注入待测原子,通过原子与腔模构成的Bell基矢演化,对腔场进行选择性探测,获得探测原子相互作用后可能的量子状态,然后对待测原子与腔场进行联合探测,接着对探测原子的量子状态实施幺正变换,就将探测原子制备到待测原子的初始量子态上,从而实现未知原子态的隐形传送.     

利用A型原子与光场的纠缠态传送腔场的奇偶相干态的叠加态

根据简并A型三能级原子与单模光场的非共振相互作用系统的改进型有效哈密顿量，利用矩阵方法推导出任意初始情况下原子—光场系统的波函数，通过改变相互作用时间，制备出原子—腔场系统的纠缠态，提出利用原子—腔场系统的纠缠态进行概率传送腔场的奇、偶相干态的叠加态的有效方案，对于振幅很大的单模光场，通过实行Bell态测量，能成功地概率传送腔场的奇偶相干态的叠加态，其成功的总概率为0.25。     

利用Λ型原子与光场的纠缠态传送腔场的奇偶相干态的叠加态

根据简并Λ型三能级原子与单模光场的非共振相互作用系统的改进型有效哈密顿量，利用矩阵方法推导出任意初始情况下原子-光场系统的波函数，通过改变相互作用时间，制备出原子-腔场系统的纠缠态.提出利用原子-腔场系统的纠缠态进行概率传送腔场的奇、偶相干态的叠加态的有效方案.对于振幅很大的单模光场，通过实行Bell态测量，能成功地概率传送腔场的奇偶相干态的叠加态，其成功的总概率为0.25.     

制备奇偶SU(2)相干态腔场纠缠态

利用一个参量频率转换过程，在腔中制备双模SU(2)相干态，然后在一系列全同的SU(2)相干态腔场注入一个A型三能级原子，使之与腔场的一个模发生拉曼相互作用，通过系列原子一腔场相互作用生成腔场一原子纠缠态，通过对原子进行选择性测量，可获得奇偶SU(2)相干态腔场纠缠态。     

A型原子与单模光场的非共振作用制备四光子相干态

根据简并A型三能级原子与单模光场的改进型有效哈密顿量，通过矩阵形式法推导出原子-光场系统的波函数，提出利用简并A型三能级原子与单模光场的远离共振相互作用制备四光子相干态的有效方案。并且证明按照同样的方法不能制备出四成分以上的相干叠加态，即当在腔中注入的第三个原子的速度与第二个原子的速度相等时，腔场将保持这种四光子相干叠加态不变。     

二能级原子与相干态腔场相互作用过程中的纠缠交换

用量子信息学的观点，分析了发生在一个多个原子和腔场组成的系统中最大纠缠态在原子和多模类奇-偶相干态光场之间相互转移的物理过程，该系统中原子和腔场之间由依赖于强 度耦合的Jaynes-Cummings模型描述.结果发现：通过控制原子与腔场相互作用的时间，并 对原子的状态进行测量，原子的最大纠缠态可以转换为类奇-偶相干态光场的最大纠缠态，反之，纠缠的多模类奇-偶相干态光场也可以转换为原子的最大纠缠态. 关键词： 量子信息 腔量子电动力学 连续变量纠缠态 纠缠交换和传递     

Λ型原子与单模光场的非共振作用制备四光子相干态

根据简并Λ型三能级原子与单模光场的改进型有效哈密顿量 ,通过矩阵形式法推导出原子光场系统的波函数 ,提出利用简并Λ型三能级原子与单模光场的远离共振相互作用制备四光子相干态的有效方案。并且证明按照同样的方法不能制备出四成分以上的相干叠加态 ,即当在腔中注入的第三个原子的速度与第二个原子的速度相等时 ,腔场将保持这种四光子相干叠加态不变     

通过Raman相互作用制备三个腔场的W型纠缠相干态

通过对比分立变量量子信息过程和连续变量量子信息过程的差别,利用相干态比较容易获得的这个特点,提出一种方案制备三个腔场的W型纠缠相干态.方案基于Λ型三能级原子与单模腔场的简并Raman 相互作用.三个相同的腔初始分别处于相干态,三个相同的原子初始处于W型纠缠态,通过三个原子分别与三个腔的Raman相互作用、选择适当的相互作用时间并探测作用后的三个原子,三个腔场坍缩为W型纠缠相干态.在原子与腔的相互作用过程中原子不处于高能级,可以忽略原子的自发辐射,系统的相干性能够得到较好的维持.基于当前的腔量子电动力学技术,相信方案能在实验上实现.该方案制备的三个腔场W型纠缠相干态有望在连续变量量子信息过程中有重要的应用价值.文中将方案推广到制备n(n〉3)个腔场的W型纠缠相干态.     

利用Raman相互作用构造类可控非门

利用一个参量频率转换过程,在腔中制备双模SU(2)相干态,然后注入A型三能级原子,使之与腔场的一个模发生Raman相互作用,生成腔场-原子纠缠态,通过对原子进行选择性测量,可获得奇偶SU(2)相干态.我们分别将原子能级和奇偶相干态编者按码为目标量子比特和控制量子比特,利用Raman相互作用可构造出类可控非门.     

利用V型原子与单模光场的非共振相互作用制备四光子相干态

提出了一种利用简并V型三能级原子与振幅很大的单模相干光场的远离共振相互作用,制备四光子相干态的有效新方案.同时证明了在相同的条件下,按照相同的方法不能制备出四成分以上的相干态的叠加态, 即当在腔中注入的第三个原子的速度与第二个原子的速度相等时,腔场将保持这种四光子相干态不变.     

利用依赖强度的非共振相互作用实现纠缠信息的完全交换

利用全量子理论,分析了多个原子-腔场构成的联合系统中原子与腔场依赖强度的非共振相互作用过程.结果表明:通过控制原子与腔场相互作用时间,并对原子状态进行测量,原子最大纠缠态与类奇偶相干态光场的最大纠缠态可以相互转换;对失谐量的限制,使得二者之间完全交换,进一步证明封闭系统中的演化是可逆的.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

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。     

利用简并Λ型三能级原子与单模腔场的Raman相互作用制备压缩态的叠加态

本文提出利用简并Λ型三能级原子与单模腔场的Raman相互作用制备压缩相干态的叠加态的一种新方案,并对单模压缩相干态光场中有关压缩角(即压缩方向)的控制问题进行了详细讨论.     

利用简并Λ型三能级原子与单模腔场的Raman相互作用制备压缩态的叠加态

本文提出利用简并Λ型三能级原子与单模腔场的Raman相互作用制备压缩相干态的叠加态的一种新方案,并对单模压缩相干态光场中有关压缩角(即压缩方向)的控制问题进行了详细讨论.     

基于Tavis-Cummings模型实现非定域三原子系统量子特性的远程控制

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了三个二能级原子系统的量子特性。初始三原子处于W纠缠态,让其中的两原子A、B与相干态光腔场发生共振作用,经腔QED演化以后,对原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极相互作用,来控制腔外原子C的布居差演化;对相干态光场进行光子探测,通过改变探测到的光子数、相干光场参量和原子间偶极相互作用,来控制腔外原子C的偶极压缩,最终实现了远程操纵腔外原子非经典特性的目的。     

通过Raman相互作用隐形传送未知多原子纠缠态

基于多粒子纠缠态在证明量子非定域性和量子信息处理方面的重要应用,提出一种方案隐形传送未知原子纠缠态.方案基于Λ型三能级原子与单模腔场的简并Raman相互作用.首先让n个原子相继通过一个相干腔场来制备量子通道.然后发送者让携带未知纠缠态的另n个原子相继通过相干腔场并通过对原子与腔场的探测作联合测量.当｜α｜1时,可以用探测正交态的方法探测腔场.最后接收者根据由经典通道得到的联合测量结果重构初始态.方案的特点是用一个相干态与多个原子的纠缠态作为量子通道,简单易行.该方案有望在证明量子非定域性和量子信息过程中有重要的应用价值.     

利用Raman相互作用实现二粒子纠缠态的量子受控传递

利用A型三能级原子与相干态光场的Raman相互作用,制备出原子与腔场的四粒子纠缠态,用该纠缠态作为量子信道,把量子信道中的一个粒子作为控制粒子,我们可以实现对未知的两粒子纠缠态的量子受控传递.基于目前的腔量子电动力学的实验技术,简单讨论了我们方案的实验可行性.