非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明:当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显;原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低;与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明：当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显|原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低|与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

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。     

双模光场与级联三能级原子在非旋波近似下的量子纠缠

利用全量子化理论,在非旋波近似下对双模相干态光场与级联型三能级原子相互作用的量子纠缠进行了精确求解.讨论了初始时刻原子能级的叠加和平均光子数对量子纠缠演化的影响.数值计算结果表明:初始时刻原子处于单一能级时,量子纠缠演化曲线的周期随着平均光子数的增加逐渐变大;初始时刻原子能级的叠加导致初始阶段纠缠度显著降低,纠缠达到最大值的时间随着平均光子数的增大逐渐变长,且初始时刻原子能级的叠加使得量子纠缠的周期性消失;无论初始时刻原子能级处于哪种能级的叠加态,随着平均光子数的增大,由虚光子效应引起的小锯齿状的振荡逐渐增强.     

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。     

两量子比特与单模光场耦合系统的精确解

对非旋波近似下两量子比特与单模光场耦合系统进行了求解.在定态问题中精确计算了系统能谱与耦合强度g的关系,通过解析求解可以发现,系统能谱中总有一条能级始终为常数与耦合强度g无关.在动力学问题中,研究了初始时刻纠缠在Bell态的两个原子与单模真空态腔场耦合时量子纠缠的演化问题,讨论了纠缠的突然死亡现象.结果表明:量子纠缠的演化具有周期性,随着耦合强度g逐渐增大,纠缠周期T随之减小,第一次出现纠缠突然死亡的时间不断缩短;在耦合强度较小时,随着原子间偶极相互作用参数η的增大纠缠演化周期逐渐增加,并且不会出现纠缠突然死亡.     

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.     

二项式光场与级联三能级原子在非旋波近似下相互作用的量子特性

利用全量子理论,在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响,同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明:随着二项式光场参量η的增大,光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下,由于虚光子的影响,光场压缩效应的演化曲线出现了"小锯齿状"的振荡;随着二项式光场的最大光子数M的增大,原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大,并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩,而是出现了"小锯齿状"的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.     

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。     

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。     

非旋波近似下Tavis-Cummings模型的定态能谱和纠缠演化

利用相干态正交化展开法研究非旋波近似下Tavis-Cummings模型的定态能谱,以及模型中原子初态和耦合强度对系统纠缠度的影响.结果表明:系统的基态是非简并的,对应于两原子处于交换对称态.当两原子的初态处于交换反对称状态时,两原子间的纠缠能一直处于最大纠缠;在非旋波项的作用下,两原子初态处于非纠缠态时也能够产生周期性的纠缠.腔场与原子间的耦合强度对系统的演化有着重要作用.     

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。     

二项式光场与级联三能级原子在非旋波近似下相互作用的量子特性

利用全量子理论,在非旋波近似下,对与级联型三能级原子相互作用的二项式光场的光场压缩效应和原子布居几率进行了精确求解.讨论了二项式光场参量η对光场压缩效应的影响,同时也讨论了二项式态光场的最大光子数M对原子布居几率的影响.数值计算结果表明:随着二项式光场参量η的增大,光场压缩效应的持续时间先增大后减小.在非旋波近似下,由于虚光子的影响,光场压缩效应的演化曲线出现了“小锯齿状”的振荡;随着二项式光场的最大光子数M的增大,原子布居几率回复塌缩周期逐渐增大,并且原子布居几率在塌缩区不能完全塌缩,而是出现了“小锯齿状”的振荡.另外文中也讨论了非旋波项对系统量子特性的影响.     

虚光场对双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中量子纠缠的影响

在双模SU(1,1)相干态光场和原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 在非旋波近似下, 分别利用量子约化熵和量子相对熵, 研究了双模SU(1,1)相干态光场与原子玻色-爱因斯坦凝聚体间的量子纠缠和双模光场的模间纠缠, 讨论了虚光场、原子-场的耦合常数和光场参数对场-凝聚体原子纠缠和光场模间纠缠的影响.     

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     

Dicke模型的量子经典对应关系

非旋波近似条件下Dicke模型表现为量子混沌动力学特征.在详细考察Dicke模型经典相空间结构特点的基础上,采用经典-量子"一对多"的思想,即经典相空间中的一点对应于量子体系两个初始相干态的演化,利用对两个初态量子纠缠动力学演化取统计平均的方法,得到了与经典相空间对应非常好的量子相空间结构.数值计算结果表明:经典混沌有利地促进系统两体纠缠的产生,平均纠缠可以作为量子混沌的标识,利用平均纠缠可以得到一种较好的量子动力学与经典相空间的对应关系. 关键词： Dicke模型 非旋波近似 量子混沌 经典量子对应     

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     

运动纠缠双原子与压缩相干态光场相互作用系统的场熵演化

利用全量子理论,研究了运动纠缠双原子与压缩相干态光场相互作用系统的场熵演化特性,讨论了相干态振幅参量、光场压缩参量、原子的运动和场模结构参数对系统场熵的影响.结果表明:(1)原子运动导致场熵演化具有周期性.(2)随着相干态振幅参量的增大,原子与光场的纠缠度逐渐减小;而随着压缩参量的增大,原子与光场的纠缠度逐渐增大.(3)随着原子运动速度的增大或场模结构参数的增大,场熵的演化周期缩短,并且场与原子的纠缠度逐渐减小.     

运动纠缠双原子与薛定谔猫态光场相互作用系统的场熵演化

利用全量子理论,研究了运动纠缠双原子与薛定谔猫态光场相互作用系统的场熵演化特性,讨论了光场强弱、相干态间的相位角、原子的运动和场模结构参数对系统场熵的影响.结果表明：原子运动导致场熵演化具有周期性;当场强较弱时,奇相干态光场与运动原子的纠缠度最大,而偶相干态光场与运动原子的纠缠度最小, Yurke-Stoler相干态光场与运动原子的纠缠度值介于中间;当场强足够大时,分别处于Yurke-Stoler相干态,奇相干态和偶相干态的光场与运动原子的纠缠度相等,场熵演化特性相同;随着原子运动速度的增大或场模结构参数的增大,场熵的演化周期缩短,并且场与原子的纠缠度逐渐减弱.