耦合原子与腔场多光子相互作用过程中的量子信息传递

建立了"多耦合原子--腔"系统的多光子相互作用模型. 利用腔量子电动力学理论, 研究了原子与腔场相互作用过程中量子信息传递的特性, 分析了原子间耦合作用对量子信息传递的影响. 结果表明: 在一定的相互作用时间内, 量子信息可以在腔场与原子间可逆传递或保持, 原子间的偶极作用导致量子纠缠信息非完全传递和非完全保持.     

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.     

利用多光子相互作用实现量子信息传递

利用全量子理论,研究了多原子-腔场系统中多光子相互作用的过程,给出了不同情况下系统的一般演化式,发现利用此过程可实现量子纠缠信息的传递:只要控制腔场与原子相互作用的时间即原子以特定速度通过腔场时,处于基态的原子与存储纠缠信息的腔场相互作用的结果使原子获得量子纠缠信息;相反,纠缠原子中的量子纠缠信息也可传递给处于真空态的腔场;基态原子作为"飞行的量子比特"还可将量子纠缠信息从一个腔场传递到另一个腔场。该结论适应于讨论任意多个原子-腔场系统中任意多个光子相互作用的普遍情形。     

相干耦合腔场中量子纠缠信息交换传递机理研究

提出了相干多模腔场-相干耦合原子相互作用系统的物理模型.利用全量子理论,研究了该系统中多光子相互作用过程的演化性质,结果表明：在多模腔场与相干耦合多原子相互作用过程中,多光子纠缠态与多原子纠缠态可以周期性的相互转换,在此过程中,同时可以实现纠缠信息的交换传递.通过对原子保真度的数值计算,给出了纠缠信息交换传递的图示说明.并进一步揭示出纠缠信息交换传递的一般特征.目前所报道的研究结果仅是本文所得普遍性结果在各种不同情况下的特例.     

原子-腔-光纤复合系统中的纠缠特性

采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,研究了由两个二能级原子与光纤联接的单模腔构成的系统的纠缠特性.利用数值计算方法讨论了原子与腔场的耦合强度和原子选择性测量对纠缠特性的影响.研究结果表明:对一个原子的选择性测量,可增强原子间与腔场间和腔场与腔场间的纠缠.     

原子-腔-光纤复合系统中的纠缠特性

采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,研究了由两个二能级原子与光纤联接的单模腔构成的系统的纠缠特性.利用数值计算方法讨论了原子与腔场的耦合强度和原子选择性测量对纠缠特性的影响.研究结果表明:对一个原子的选择性测量,可增强原子间与腔场间和腔场与腔场间的纠缠.     

弱相干场原子-腔-光纤系统中的量子失协

采用几何量子失协度量两个子系统间的关联,利用数值计算方法研究了原子-腔-光纤复合系统中两个原子之间和两个腔场之间的几何量子失协.讨论了腔场与光纤模间的耦合系数和弱相干场强度变化对几何量子失协的影响.研究结果表明:两原子之间和两腔场之间的几何量子失协均随时间作周期性演化,其演化频率随腔场与光纤模间的耦合系数增大而增大.另一方面,随弱相干场强度增大,两原子间和两腔场间的几何量子失协增大.这表明随弱相干场强度增大两原子间或两腔场间的关联增强.     

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     

纠缠态原子与相干光场作用的量子信息保真度

研究了初始处于纠缠态的双原子与相干光场的相互作用。结果表明,不同的失谐量和初始平均光子数使得系统、原子和光场的量子信息保真度发生改变。     

基于腔QED技术的量子信息的多方秘密共享

提出了一个基于腔QED技术的量子信息的多方秘密共享方案.该方案不受腔的衰减和热场的影响,并考虑了几种可能偷听下的安全性.     

利用双光子过程耦合腔系统实现量子信息转移

给出了利用两个二能级原子和耦合腔双光子过程相互作用系统实现量子信息转移的方案。该方案中二能级原子通过双光子跃迁与单模腔场发生共振相互作用。通过控制原子与光场的相互作用时间,实现量子信息从一个原子转移到另一个原子。     

Quantum Information Transfer from a Double Quantum Dot System to a Cavity Field＊

In this paper, we propose a scheme to realize quantum information transfer from a double quantum dot （DQD） system to a quantized cavity field. The DQD and the cavity field are treated as a two-state charge qubit and a continuous-variable system, respectively. It is shown that quantum information encoded in the two-state DQD system can be transferred to quantum states of the cavity field with a continuous-variable basis through appropriate projective measurements with respect to the DQD.     

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.     

原子与弱相干腔场相互作用系统中的量子特性

考虑腔场处于弱相干态的情况,研究了两个全同的二能级原子与耦合腔相互作用系统中原子的偶极压缩和原子间的纠缠特性。研究结果表明,随耦合腔耦合系数增大,原子的偶极压缩减弱。另一方面,随耦合腔耦合系数增大,原子间的纠缠也减弱,这一结果与耦合腔处于真空态的情况相反。     

Quantum Information Processing in An Array of Fiber Coupled Cavities

We consider a fiber coupled cavity array. Each cavity is doped with a single two-level atom. By treating the atom-cavity systems as combined polaritonic qubits, we can transform it into a polaritonic qubit-qubit array in thedispersive regime. We show that the four fiber coupled cavity open chain and ring can both generate the four qubit W state and cluster state, and can both transfer one and two qubit arbitrary states. We also discuss the dynamical behaviors of the four fiber coupled cavity array with unequal couplings.     

原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

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.利用Negativity熵度量两子系统间的纠缠,采用数值计算方法研究了两个原子之间、腔内原子与腔场之间和两个腔场之间的纠缠性质.讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响.研究结果表明:原子1和原子2处于分离态.另一方面,随腔场间耦合系数增大腔场间的纠缠和原子与腔场间的纠缠减小.     

原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

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.利用Negativity熵度量两子系统间的纠缠,采用数值计算方法研究了两个原子之间、腔内原子与腔场之间和两个腔场之间的纠缠性质.讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响.研究结果表明:原子1和原子2处于分离态.另一方面,随腔场间耦合系数增大腔场间的纠缠和原子与腔场间的纠缠减小.     

与两等同Bell态纠缠原子相互作用光场的量子场熵

利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1);随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场－原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.