V-型三能级原子与双模腔场模型中的纠缠交换方案

文章利用V-型三能级原子与双模腔场双光子共振相互作用,提出了一种纠缠交换的方案制备最大纠缠态,此方案不需要Bell基测量,只需对单个原子进行测量,就能实现初始没有直接相互作用的原子与腔场之间产生纠缠,合适选择原子与腔场之间的相互作用时间可获得具有最大保真度以及成功几率的最大纠缠态,另外,还讨论了该方案的实验可行性.     

纠缠Ξ-型三能级原子与纠缠腔场相互作用熵的纠缠演化

文章利用一对处于纠缠态的-型三能级原子与一对处于纠缠态的单模腔场,初始时刻原子与腔场之间互不纠缠,使其中一个原子与一个腔场发生相互作用,即纠缠交换,合适选择相互作用时间就可实现原子与腔场之间产生纠缠,并研究了系统原子熵的演化特性,运用量子熵理论,讨论了原子-腔场的耦合常数对原子熵的影响,结果表明：原子与光场跃迁耦合常数对系统熵的最大纠缠度有影响.当原子与光场两种跃迁耦合常数之比k值增大时,最大纠缠度在减小;当k增大到某一程度时,系统熵随时间周期性变化,并出现双峰现象。     

利用纠缠交换制备原子-原子最大纠缠态

基于腔量子电动力学(QED)提出一种利用两对纠缠的级联型三能级原子与单模腔场系统制备原子-原子最大纠缠态的简单方案,最初两原子之间、两腔场之间互不纠缠,使其中一个原子与一个腔场发生作用,即纠缠交换,该过程仅需对单个腔场态测量就可实现从未有直接作用的两个原子之间的纠缠,精确控制原子与腔场的相互作用时间可获得具有最大保真度的纠缠态.该方案可以延长腔的有效泄漏时间,从而能有效克服光腔的消相干的影响,这样大大降低了系统对腔的品质的要求.     

利用原子-腔场喇曼相互作用制备纠缠压缩真空态

提出了利用量子态腔场与原子的喇曼相互作用制备纠缠压缩真空态的方案.在该方案中,一个初始制备在基态的原子被依次送入几个初始制备在压缩真空态的微腔中.通过控制原子的运行速度,使原子与每一个腔具有相同的相互作用时间.当原子与腔场发生相互作用,原子与腔场产生纠缠之后,进行原子的测量.当原子被测量处于基态或激发态时,按照量子力学波包塌缩原理,腔场态将塌缩到相应的纠缠压缩真空态.对纠缠压缩真空态的纠缠性质也进行了简略的讨论.     

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     

利用V-型三能级原子与双模腔场双光子大失谐相互作用制备W纠缠态

本文提出利用V-型三能级原子与双模腔场的双光子大失谐相互作用制备W纠缠态,该方案要求三个三能级原子和一个双模腔场,第一个与腔场作用的原子最初处于激发态,第二个和第三个原子均处于基态,腔场最初处于真空态,合适地选择原子与腔场之间的相互作用时间即可获得三原子W纠缠态.并且此方案可以推广至多原子W纠缠态和多腔场W纠缠态的制备;通过计算共生纠缠度研究系统中态的纠缠演化以及热纠缠现象.     

利用原子与光场的非最大纠缠态传送薛定谔猫态

利用二能级原子与腔场的共振相互作用Jaynes-Cummings(J-C)模型，制备出原子与光场的纠缠态，通过改变相互作用时间，可以控制纠缠态的纠缠程度。提出了利用这个原子与光场的非最大纠缠态，通过大失谐的J-C模型传送腔场的薛定谔猫态的方案。     

基于腔QED制备W纠缠态（英文）

本文基于腔QED提出了一种制备双光子四粒子体系W纠缠态的新方案.该方案通过双光子过程,利用一个三能级原子与四个腔场发生非共振相互作用制备出具有最大保真度的W纠缠态.要求四个腔场最初处于真空态,原子最初处于激发态,通过合适选择原子与腔场之间的相互作用时间可以获得该态的最大保真度以及成功几率.并且通过讨论表明该方案具有一定的实验可行性.     

利用原子与SU(2)相干态腔场的Raman相互作用制备原子纠缠态

利用一个参量频率转换过程,在腔中制备双模SU(2)相干态,然后注入一系列全同的Λ型三能级原子,这些原子与腔场的一个模发生拉曼相互作用,通过系列原子-腔场相互作用生成腔场-原子纠缠态,通过对腔场进行选择性测量,可获得多种形式多原子纠缠态.     

Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性

研究了两个纠缠的两能级原子与单模粒子数场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明：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、原子之间的偶极相互作用和粒子数场对腔中两个原子的纠缠有着显著的影响.发现适当选择原子的初态，两原子会永远处于最大纠缠态. 关键词： 量子纠缠 偶极-偶极相互作用 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子     

多模腔场与耦合原子之间量子纠缠信息的传递规律

提出了多个“耦合双原子-腔-多模光场”相互作用系统的集合模型,发现了该物理系统中量子纠缠信息的传递规律.即：处于基态的原子以特定速度通过处于纠缠态的腔场时,原子能够将光场的纠缠信息据为已有;反之,纠缠原子以特定速度通过真空场时,原子能把纠缠信息释放于腔中,这样便实现了腔-原子之间纠缠信息的交换传递.利用原子能够捡起、释放量子纠缠信息的特点,进一步实现腔-腔之间异地量子纠缠信息的传递.在不同条件下,量子纠缠信息还可以保持.     

Stark效应对量子纠缠信息交换传递的影响

用多个“二能级原子与单模光场”组成的联合物理模型,考虑Stark效应后,推导了该系统的态矢演化式,得到光场纠缠度的数值计算结果.讨论了Stark效应和初始场强对量子纠缠信息交换传递的影响.结果发现,在一定条件下,原子纠缠态与光场纠缠态之间可以转化,实现了量子纠缠信息的交换传递,且Stark效应和初始场强对此过程有着显著的影响:光场的纠缠程度随着初始场强的增强而增大;在强场条件下,光场纠缠度出现崩塌-回复现象.Stark移位参量越大,光场纠缠度振荡越剧烈,说明Stark效应破坏了光场纠缠程度的稳定性.     

依赖于强度耦合的多光子相互作用过程的纠缠交换

利用全量子理论,建立了由多个"原子-腔场相互作用"构成的联合物理模型,研究了依赖于强度耦合的多光子相互作用过程,结果表明:如果适当控制原子穿越腔场的速度,就可实现量子纠缠信息在原子与腔场之间的交换传递,而且在某些条件下,信息能够完全转换,另外,利用计算纠缠度的方法所得结果与其完全一致。     

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.     

Perfect State Transfer and Entanglement Generation with Coupled Cavities

We study atomic state transfer and entanglement generation when the N atomic ensemble is trapped in two coupled cavities. We show that based on the collective interaction between the atoms and local cavity fields an ideal quantum state transfer can be realized if some special conditions are satisfied. In addition, the maximal atom entangled state can be achieved. The effect of the cavity losses on the quantum processes is also studied.     

Extended entanglement to quantum networks

Connecting individual quantum systems through quantum channels leads to develop quantum networks crucial to perform multipartite communication or quantum cryptography. We present two techniques to generate entanglement among different parties at larger scale. In the first approach cavity QED technique is used to produce extended entanglement in atomic internal and external degrees of freedom. In this scheme we entangle two tagged atoms in their momentum state with cavity fields. Later, interaction of two auxiliary atoms with the two cavity fields in non-dispersive and dispersive fashion transforms the atoms–fields entanglement to atoms–atoms entanglement. Quantum measurement on auxiliary atoms generates extended entangled state in atomic degrees of freedom. In the second approach we take three cavities in which the two cavities have separate entangled state with third cavity in two modes which are distinguishable. Applying quantum measurement process on third cavity, we develop extended entangled state among the three cavities. We provide experimental parameters to realize the work in laboratory experiment.     

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.     

Remote State Preparation of a Two-Atom Entangled State in Cavity QED

A physical scheme for remotely preparing a diatomic entangled state based on the cavity QED technique is presented in this paper. The quantum channel is composed of a two-atom entangled state and a three-atom entangled W state. The non-resonant interaction between two atoms and cavity is utilized at sender’s side to distribute the information among the quantum channel, and the original state can be transmitted to either one of the two receivers. It shows that an extra cavity and an atom are needed at the final receiver’s side as an auxiliary system if the non-maximally entangled states are worked as the quantum channel. The total success probabilities for the two receivers are not equal to each other except that the states of the quantum channel are maximally entangled.