利用腔QED实现非常规几何量子相位门

提出一个基于压缩算符的非常规几何量子相位门的方案.在腔QED系统中,在强共振经典场驱动下,利用两个三能级原子与腔模的双光子相互作用,研究了两量子比特非常规几何量子相位门,发现它与腔模占有数有关,当腔模初始时处于真空态,这个方案对腔模衰变不敏感.     

基于腔QED系统实现多种量子克隆

在腔QED中,基于原子与腔场的相互作用,它提出了一个通过控制原子与场相互作用的时间实现多种量子克隆的方案。例如,对于任意的输入量子态,可以实现普适的最优量子克隆;对于赤道输入量子态,通过参数调控,可以实现非对称性的1→2相位协变克隆和最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆。在整个克隆过程中,由于原子与大失谐模式的腔场相互作用,所以该方案不受腔损和热场的影响。     

利用单原子囚禁的开放腔QED系统实现可控相位门

提出借助单原子囚禁的开放腔QED系统实现光子间的可控相位门的方案.该方案的优点是采用探测光与控制光处于不同的空间模式,避免了在实验上为了同时处理两光场而使用光分束器所导致的光子损失,这有利于实现可扩展的光量子网络.     

利用腔QED实现CNOT门的隐形传输

提出了利用腔QED来实现CNOT门隐形传输的方案.该方案中,腔场频率与原子跃迁频率大失谐,腔场只是虚拟激发,腔场与原子之间没有能量交换,从而大大降低了对腔品质的要求.     

腔中利用人工原子实现多量子比特相位门

在量子信息研究中,多量子比特相位门具有非常重要的意义。本文介绍了实现多量子比特相位门的两种模型,提出了一个利用腔中四能级超导人工原子实现多量子比特相位门的方案。该方案采用一个量子场和两个经典场控制各能级之间的跃迁,提高了多量子比特系统抵抗退相干的能力。     

一个传送量子信息的腔QED方案

提出了一个传送两原子直积态所包含的量子信息的腔QED方案.这个方案基于原子和腔场的大失谐相互作用,原子和腔场之间不需要传送量子信息,因而该方案对腔场态和腔衰减均不敏感.这个方案不需要贝尔态测量,并且传送成功的概率为1.同时,这个方案可以推广到传送n个原子的直积态.     

基于法拉第旋转机制实现光子相位门

基于法拉第旋转机制和腔QED,提出了一个实现光子相位门的方案.该方案所用的腔是低品质的腔并且原子和腔之间不需要强耦合,这将降低实验的难度.     

原子与耦合腔相互作用系统中光场的量子特性

研究了耦合腔A和B中各囚禁一个二能级原子的情况,给出了总激发数为2时系统态矢的演化。采用数值计算方法研究了腔场的反聚束效应和亚泊松分布等量子特性的演化规律。讨论了原子的选择性测量和腔场间的耦合强度变化对腔场量子特性的影响。研究结果表明:腔场的反聚束效应和亚泊松分布随腔场间耦合系数变化存在非线性关系。另一方面,采用选择原子测量方法可增强腔场A的亚泊松分布的性质。     

相位损耗腔中光场的相位分布特性

利用Pegg-Barnett相位理论,研究了相位损耗腔中两个型原子与光场在大失谐相互作用下光场的相位分布概率.并讨论了不同平均光子数以及腔的不同衰减系数对光场相位分布的影响.结果表明:当腔无损耗时,光场的相位分布呈现周期性振荡;当腔场存在损耗时,其做减幅周期振荡最终达稳定值.而且腔的衰减系数越大,光场相位变为随机分布所需时间越短.光场的平均光子数越大,相位分布越集中.     

微腔中基于原子系统三比特量子交换门的实现

在微腔中通过Raman作用,在原子系统中实现了三比特量子交换门.方案中由于原子与腔之间没有量子信息的交换,可以忽略腔衰减的影响.这极大地提高了该方案在实验中实现的可能性.     

基于腔QED实现相干腔场远程控制非门和纠缠交换

提出一种利用原子和腔场的控制非门实现相干态腔场远程控制非门和无Bell基测量的纠缠交换的新方案,该方案是基于Ξ型三能级原子与相干态腔场的非共振相互作用.在作用过程中,腔场和原子没有交换能量,这有效抑制了腔场的消相干效应,并且根据当前的腔QED技术,该方案是有可能实现的.     

利用腔QED实现无Bell基测量的经济相位传输克隆

提出一种利用腔QED技术,实现无Bell基测量的经济相位传输克隆方案.该方案主要是基于原子和腔共振模型,其主要优点为:(1)由于利用了原子的共振,使整个过程所需时间大大缩短;(2)不需要任何的单比特原子旋转操作,实验装备较简单.在当前的实验技术条件下,该方案是可以实现的.     

Cavity QED with a Bose-Einstein condensate

Cavity quantum electrodynamics (cavity QED) describes the coherent interaction between matter and an electromagnetic field confined within a resonator structure, and is providing a useful platform for developing concepts in quantum information processing. By using high-quality resonators, a strong coupling regime can be reached experimentally in which atoms coherently exchange a photon with a single light-field mode many times before dissipation sets in. This has led to fundamental studies with both microwave and optical resonators. To meet the challenges posed by quantum state engineering and quantum information processing, recent experiments have focused on laser cooling and trapping of atoms inside an optical cavity. However, the tremendous degree of control over atomic gases achieved with Bose-Einstein condensation has so far not been used for cavity QED. Here we achieve the strong coupling of a Bose-Einstein condensate to the quantized field of an ultrahigh-finesse optical cavity and present a measurement of its eigenenergy spectrum. This is a conceptually new regime of cavity QED, in which all atoms occupy a single mode of a matter-wave field and couple identically to the light field, sharing a single excitation. This opens possibilities ranging from quantum communication to a wealth of new phenomena that can be expected in the many-body physics of quantum gases with cavity-mediated interactions.     

利用腔QED实现Deutsch-Jozsa算法

提出了利用腔QED来实现两比特Deutsch-Jozsa算法的方案.该方案的主要优点有:(1)在整个过程中,腔场仅处于虚拟激发状态,有效地抑制了腔泄漏和热场对系统的影响;(2)不需要任何Hadamard变换,使得实验装置更为简单.因此,在当前的实验技术条件下,该方案是可行的.     

利用腔QED实现量子态的转移

利用多个相同的两能级原子在一个强经典场驱动下同时和一个单模腔场发生相互作用模型,给出了如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、原子纠缠态转移的方案.该方案中的腔场处于虚激发状态,原子和腔场之间没有能量交换.因此所提出的态转移方案不受腔场热光子和腔衰减的影响,对腔的Q值要求大大降低,使实验实现成为可能.     

Bernstein-Vazirani算法的腔QED实现

基于阶梯形三能级原子与经典和量子腔场之间的共振相互作用,提出了一个在腔量子电动力学系统中实现Bernstein-Vazirani算法的方案.