啁啾超短激光脉冲对二能级体系特性的调控

研究了啁啾超短激光脉冲与二能级体系近共振作用下的特性.采用光与物质相互作用的半经典理论,建立了含啁啾相位项的修正光学Bloch方程,并用高准确度、快速和可靠的四阶龙格-库塔法数值求解了该方程.通过数值计算,得到啁啾符号和啁啾量与Bloch矢量的关系,以及共振失谐量符号和啁啾符号对Bloch矢量性质影响的规律.结果表明,啁啾的符号和大小对Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态特性都会产生明显的调制作用,由此可以通过调节激光脉冲的啁啾特性来实现对二能级体系性质的调控.     

啁啾超短激光脉冲对二能级体系特性的调控

 研究了啁啾超短激光脉冲与二能级体系近共振作用下的特性.采用光与物质相互作用的半经典理论,建立了含啁啾相位项的修正光学Bloch方程,并用高准确度、快速和可靠的四阶龙格-库塔法数值求解了该方程.通过数值计算,得到啁啾符号和啁啾量与Bloch矢量的关系,以及共振失谐量符号和啁啾符号对Bloch矢量性质影响的规律.结果表明,啁啾的符号和大小对Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态特性都会产生明显的调制作用,由此可以通过调节激光脉冲的啁啾特性来实现对二能级体系性质的调控.     

多量子比特核磁共振体系的实验操控技术

随着量子信息与量子计算科学的发展,量子信息处理器被广泛地用于量子计算、量子模拟、量子度量等方面的研究.为了能在实验上实现这些日益复杂的方案,将量子计算机的潜能转化成现实,需要不断提高可操控的量子体系比特位数,实现更复杂的量子操控.核磁共振自旋体系作为一个优秀的量子实验测试平台,提供了丰富而又精密的量子操控手段.近几年来在此平台上进行了不少的多量子比特实验,发展并积累了一系列的多量子比特实验技术.本文首先阐述了核磁共振体系多量子比特实验中的实验困难,然后结合7量子比特标记赝纯态制备以及其他有关实验,对多比特实验过程中应用到的实验技术进行介绍.最后对核磁共振体系多量子比特实验技术方向的进一步研究进行了总结和展望.     

非均匀展宽对超短激光脉冲传播特性的影响

用建立的"预报校正-四阶龙格库塔"数值算法研究了非均匀展宽二能级体系中超短激光脉冲的传播特性。计算结果表明,非均匀展宽线型的线宽对光脉冲传播会产生调制作用。当线宽大于脉冲的频谱宽度时,脉冲面积演化与面积定理相符且脉冲传播平稳;但随着线宽的减小,脉冲面积演化会越来越偏离面积定理,脉冲传播不再平稳并出现"拖尾"振荡。脉冲主峰的峰值和脉冲的传播速度也受到线宽的影响。     

超短光脉冲作用下的二能级原子

考虑到光场的振幅随时间分布的影响时,我们重新研究了光场与二能级原子相互作用的跃迁几率问题。在强光信号作用下,经过一定的数学代换后,上能级几率的求解可归结为类希尔方程求解;在弱光信号作用下,利用转动波近似(RWA),给出了二能级原子跃迁几率的解析表达式,并讨论了几种典型脉冲光场的分布。     

两色超短脉冲激光与级联三能级分子体系相互作用的动力学研究

在不采用旋波近似和慢变幅近似的条件下,采用时域有限差分法和预估矫正法求解Maxwell-Bloch方程,对两色2π超短脉冲激光在级联三能级有机分子体系(4,4′-二甲氨基二苯乙烯分子)中传播的动力学过程进行了数值模拟.该有机分子属于一维对称体系,其电子结构和电学参量在密度泛函水平上给出.在低能量范围内,该分子可以简化为三能级体系.我们研究了在不同共振条件下,两色超短脉冲的时空演化特性和三能级体系各个能级粒子数占有率的分布情况.     

单量子点在双脉冲激发下偏振光子发射的统计特性

用产生函数(generating function)方法对单个半导体量子点系统在外加双脉冲场作用下发射偏振(x偏振和y偏振)光子的统计性质进行了研究. 研究结果表明,量子相干对单量子点系统的吸收线型、Mandel参数Q与x偏振光子和y偏振光子之间的高阶交叉关联具有显著的影响. 关键词： 量子点 三能级体系 产生函数 双脉冲     

Na_2对超短激光脉冲的响应

应用时间相关的局域密度近似模型研究了Na2 价电子对超短激光脉冲的响应 .分别计算了电场极化方向平行和垂直于两原子轴线的情况 ,结果表明Na2 具有强烈的各向异性     

超短脉冲激光的脉宽测量

采用二次谐波相关技术，研制了一台可用于飞秒超短脉冲激光脉宽测量的光学相关仪。通过合理设计和选择分束、并束装置及光学延迟元件，获得了３：１曲线以及无背景相关曲线，实现了对超短脉冲激光脉宽的测量。     

压缩真空态中原子与场的量子纠缠和量子discord

在压缩真空库中,研究了原子与场的相互作用下二比特体系的量子discord和量子纠缠的动力学行为.重点分析了原子的初始态系数和压缩真空库的压缩系数对量子纠缠和量子discord的影响.通过数值分析我们得到,随着原子的初始态系数和压缩真空库的压缩系数值的增加,量子纠缠和量子discord都会减小,但量子纠缠比量子discord减小的更快一些.最后研究了在原子的初始态系数和压缩真空库的压缩系数的值相同的情况下,量子discord比量子纠缠存在的时间更长些.     

三能级单量子态控制双向量子隐形传态

采用张量表示和广义三维贝尔基测量的方法,提出了实现三能级单量子态控制双向量子隐形传态的协议.协议中,控制者Carol的量子态为任意广义三维贝尔基.选择六粒子纠缠态作为量子通道,并给出了判断任意六粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,借助SO(3)群元素的幺正性,选择其任意两个元素作为幺正矩阵,给出了构建量子通道的一般方法.列举了两个具体构建量子通道的例子,其中Alice、Bob、Carol共同作用,进行相应的广义三维贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现了Alice和Bob之间量子态的交换,从而验证了所提协议的可行性.     

超短脉冲光通过光折变体光栅衍射及透射光强的瞬时变化特性研究

采用Kogelnik的耦合波理论,研究了超短脉冲光通过光折变体光栅的衍射及透射光强在时域的瞬时变化特性.发现衍射和透射脉冲波形与读出脉冲宽度、光栅周期、光栅厚度及光折变材料的折射率调制大小有密切关系.通过调整这些参量的数值,可以获得需要的脉冲形状.同时还发现衍射和透射脉冲在时间轴上有一定的偏移,偏移量的大小与参量选择有关.     

脉冲控制量子系统的哈密顿量约化

探索了脉冲控制的含近简并能级的有限维量子系统的哈密顿量的约化．由一个非简并基态能级和几个近简并激发态能级组成的量子系统被一个短脉冲控制,目标是控制所有激发态的布居数之和．考虑了两个可以看成等价二能级系统的例子,当脉冲强度比较弱时,得到了原始系统和约化系统的简单关系;当脉冲强度比较强时,对于只含一个频率的脉冲,一阶近似的关系也是存在的．     

基于cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.     

自相似抛物脉冲光纤放大器中超短脉冲的演化特性

采用色散长度、非线性长度和增益系数作为自相似抛物脉冲光纤放大器的特征参量,用分步傅里叶方法数值模拟了输入超短脉冲在光纤放大器中的演化规律.研究了色散长度和非线性长度对脉冲自相似演化的影响,获得了放大器中脉冲实现自相似演化的条件.研究了增益系数对脉冲自相似演化的形成和放大传输的影响,发现增益系数可以影响脉冲的演化进程和结果.     

一种三粒子一般态的远程控制传送方案

基于七粒子纠缠态信道,提出一种三粒子一般态的远程控制传送方案.发送者进行投影测量后,发布测量结果.在控制者的控制下,接受者根据发送者的测量结果对所在处的粒子进行适当的幺正操作从而重构原始态.此方案可用来实现控制量子通信.     

一种三粒子一般态的远程控制传送方案

基于七粒子纠缠态信道,提出一种三粒子一般态的远程控制传送方案.发送者进行投影测量后,发布测量结果.在控制者的控制下,接受者根据发送者的测量结果对所在处的粒子进行适当的幺正操作从而重构原始态.此方案可用来实现控制量子通信.     

单模锥形光纤锥区光场及超短脉冲的传输特性

根据光波导理论,采用数值方法分析了单模锥形光纤锥区传输常数和光场分布的变化情况.采用分步傅里叶法数值求解广义的非线性薛定谔方程,对超短脉冲在锥区的传输演化进行了研究.结果表明:传输常数沿拉锥方向缓慢减小,在拉锥末端迅速减小|在拉锥初始阶段,能量主要集中在纤芯中,“转换点”之后能量在纤芯和包层中重新分布,光强在拉锥末端变强|脉宽小于80 fs的超短脉冲沿锥区传输时,沿拉锥方向,脉冲不断展宽,而当脉宽大于80 fs时,脉冲展宽不明显.     

基于五粒子团簇态的可控量子安全直接通信

提出了一个利用五粒子团簇态实现的可控量子安全直接通信方案.在这一方案中,首先信息发送者Alice、信息接收者Bob和控制者Charlie共享由Alice制备的一有序序列团簇态作为量子信道;在确定量子信道的安全性以后,Alice制备编码量子态(Bell态)序列,然后通过对自己手中的粒子进行Bell基测量,接着Charlie对自己手中的粒子进行单粒子的测量,就能把信息传送给接收者Bob;最后,Bob测量自己手中的粒子,并通过分析三人的测量结果,从而获得Alice要传送的信息.在我们提出的方案中,携带信息的粒子不需要在公共信道上传输.该文中,我们给出了方案的安全性分析,证明了我们的方案是决定性的和安全的.在未来,我们的方案在以目前的实验技术为基础条件下很可能得到实现.