多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了不同初始状态下的二项式光场系数和原子运动速度对纠缠特性的影响.结果表明：二项式光场系数不影响场熵演化的周期性,但影响场熵峰值大小.随着原子跃迁光子数的增多,场熵演化的周期性和消纠缠现象逐渐消失.原子运动的速度影响场熵的演化周期,且影响场熵峰值的大小,而原子跃迁光子数的增大,会消弱原子运动速度对场熵演化的影响.当光场处于中间态,原子运动速度较低,且原子跃迁光子数较大时,光场与原子可以长久地处于量子纠缠态.     

混合态下运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态下运动二能级原子与二项式光场相互作用多光子跃迁过程系统中的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、光场最大光子数、二项式系数、跃迁光子数、失谐量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,系统出现了规则的周期振荡,并且有退纠缠现象产生。随着场模结构参数的增大,振荡周期缩短,振幅减小。系统的纠缠值与原子初始混合程度有关,原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高。随着二项式光场最大光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,系统规则振荡的周期不发生改变。二项式光场趋于中间态时纠缠值较小。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡周期缩短,并且振荡变得越来越快。考虑失谐时,系统出现了不规则的纠缠,系统纠缠度的最大值随着失谐量的增大而减小。     

混合态下运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态下运动二能级原子与二项式光场相互作用多光子跃迁过程系统中的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、光场最大光子数、二项式系数、跃迁光子数、失谐量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,系统出现了规则的周期振荡,并且有退纠缠现象产生、随着场模结构参数的增大,振荡周期缩短,振幅减小、系统的纠缠值与原子初始混合程度有关,原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高、随着二项式光场最大光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,系统规则振荡的周期不发生改变、二项式光场趋于中间态时纠缠值较小。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡周期缩短,并且振荡变得越来越快。考虑失谐时,系统出现了不规则的纠缠,系统纠缠度的最大值随着失谐量的增大而减小、     

Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于Negativity研究了Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子初态处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子初态处于|β00〉时,两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.     

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光场压缩效应

研究了双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用过程中光场压缩效应，结果表明：此压缩效应与双模纠缠光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联。     

纠缠原子对Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的影响

研究了一对纠缠的全同二能级原子在初始纠缠度不同时，与单模真空场相互作用的三体量子纠缠。结果表明：初始时刻两原子间纠缠度越大，体系的三体纠缠量震荡越激烈，达到最大纠缠量次数越多；并且随原子间耦合量大于原子与场的耦合量，三体纠缠量将会减小。     

相干态光场与两纠缠原子相互作用过程中光场的压缩效应

采用时间演化算符和数值计算方法研究了两全同二能级纠缠原子与相干光场相互作用过程中光场的压缩效应。结果表明：两原子不是在任一纠缠态下，光场都会被压缩，光场压缩与两原子体系纠缠度有关联。在某一特定时刻，对于特定的光子数而言，在任一纠缠态下，光场可以完全被压缩。     

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用量子约化熵研究了Ⅴ型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性.分析了光场的失谐量、平均光子数、原子的初态及光场纠缠度对场熵的影响.结果表明:增大失谐量或光场强度,场熵都能呈现出崩塌 - 回复现象,并且回复的周期也逐渐增大,而失谐量增大,场熵的平均值减小,光场增强,场熵的平均值增大;原子初态处于激发态或叠加态比基态的场熵平均值大;增大双模光场间的纠缠度,场熵的平均值和振幅都有所减小.     

Schroedinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性

研究了初始处于Schroedinger猫态光场与纠缠态原子相互作用体系的压缩特性。通过数值计算，讨论了光场强度和相干态相位角对体系中的双原子偶极压缩和光场压缩的影响。结果表明：在弱场情况下，不存在偶相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩，但存在奇相干态与纠缠态原子相互作用的光场振幅压缩。在相同的条件下，不存在偶相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩，存在奇相干态和Yurke-Stoler相干态与纠缠态原子相互作用的原子偶极压缩。在强场情况下，三种不同的光场分别与纠缠态原子相互作用，两种压缩现象均不存在。     

耦合系数随时间变化的V-型三能级原子与单模场相互作用系统中熵的演化

在共振情况下,且原子-场耦合系数随时间线形变化时,研究了V-型三能级原子与单模场相互作用系统中熵的演化特性,分析了耦合系数变化的快慢和不同的初始光场对场(原子)熵的影响.结果表明:初始光场的统计性质的不同将导致系统的场(原子)熵演化发生很大的变化.当原子-场耦合系数变化缓慢时,原子进入统计混合态的速度被减缓;而当原子-场耦合系数变化较快时,则使场熵演化曲线的振荡频率加快.     

Kerr介质中失谐量对级联三能级原子纠缠演化的影响

利用量子理论,采用数值计算的方法对体系纠缠熵进行分析,得出光场相干参量、模间光子数、Kerr介质系数以及失谐量对级联三能级原子纠缠演化的影响。结果显示：纠缠强度随光场强度的增强而逐渐增强,模间光子数的增加可以使纠缠变得稳定。Kerr效应在光子数较多时影响显著。Kerr系数不变时,失谐量的增加会使纠缠强度增强,但这种影响主要体现在相互作用初期。     

内禀退相干条件下非线性相互作用对量子纠缠和保真度的影响

通过求解Milburn 方程,研究了包含非线性相互作用的Heisenberg自旋链模型中量子纠缠和平均保真度的动力学特性,讨论了非线性相互作用和不同的初始态对量子纠缠以及平均保真度退相干的影响。研究发现,系统处于铁磁或者反铁磁的不同会导致量子纠缠随非线性相互作用的变化有极大的差异,相互作用处于铁磁情形时的纠缠变化比反铁磁时的纠缠变化更明显。研究还发现, 不同的初始态对应不同的平均保真度表现,初始态的选择会影响到系统的量子通信特性。     

场频率变化对辐射场与原子间耦合系数的影响

对二能级原子与单模辐射场相互作用系统的哈密顿量进行分析,找出光场与原子之间耦合系数与光场频率及谐振腔体积之间的关系。通过利用谐振腔的腔镜振动机制,研究了腔镜振动对光场模式及对腔体积的影响,最终找出辐射场与原子之间耦合系数与场频变化之间的关系。     

有限维混合态光场与二能级原子相互作用系统中的纠缠

研究了遵循二项分布的混合态光场与二能级原子相互作用系统中的形成纠缠随时间的演化,运用Peres判据讨论了系统演化过程中的纠缠与消纠缠,并将极限情况下的系统纠缠演化与纯态情形作了对比研究。结果显示:形成纠缠理论与Peres提出的判断系统是否存在纠缠的理论有着良好的对应;稍微偏离某种纯态的混合态,其平均纠缠小于该纯态的平均纠缠;与无限维混合态在t>0的任何时刻都存在纠缠相比,在有限维情况下t>0后,存在消纠缠现象,且消纠缠只出现在某些特定的时刻。     

注入原子相干对双模纠缠的影响

在梯形三能级原子系统中,用段路明等人提出的纠缠判据讨论了注入原子相干对双模腔场纠缠的影响。结果表明,只有在原子相干存在时,双模腔场的纠缠态才能产生。在增益系数一定的情况下,双模腔场的纠缠度随着失谐量的变大先变大然后变小。在失谐量一定的情况下,双模腔场的纠缠度随着增益系数的变大而变大。在失谐量为零的情况下,不管原子相干是否存在,双模腔场的纠缠态都不能被产生。     

原子纠缠的突然死亡与复苏

本文运用Ting Yuand J.H.Eberly〔1〕介绍的Λ函数理论和负纠缠理论研究了两个纠缠原子与真空场相互作用时原子纠缠随时间的演化,发现了原子纠缠会出现突然死亡和复苏的现象;讨论了负纠缠理论和Λ函数理论除有良好的对应之外,Λ小于0表示可分离混合态的意义是负纠缠理论和C函数理论所不能赋予的;初态对纠缠死亡等纠缠特性有很大影响。     

压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子纠缠

用Von Neuman熵研究了压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子体系的量子纠缠特性，讨论了初始压缩真空场的压缩度以及运动原子的场模结构参数对该量子体系纠缠特性的影响。结果表明，原子的运动使系统纠缠度的演化具有严格的周期性；在初始压缩度较大（r〉3）时，除了一些消纠缠点外，系统将长久停留在最大纠缠态，场模结构参数的增大将导致消纠缠次数的增多。     

高斯型耦合下运动原子与压缩真空场的纠缠特性

研究了当耦合系数为高斯型分布时运动原子与压缩真空场的纠缠特性,讨论了原子垂直于腔轴的运动、原子初态、压缩参数r对纠缠度的影响。结果发现:原子速度的增大会使原子与光场的有效作用时间变短,纠缠度也将很快达到最大值。压缩参数r对纠缠度的演化曲线有明显的调制作用,当压缩参数取适当值(如r=2)时,系统可长久停留在最大纠缠态,无消纠缠态或持续地处于消纠缠态。