Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性

研究了两个纠缠的两能级原子与单模粒子数场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明：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、原子之间的偶极相互作用和粒子数场对腔中两个原子的纠缠有着显著的影响.发现适当选择原子的初态，两原子会永远处于最大纠缠态. 关键词： 量子纠缠 偶极-偶极相互作用 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子     

类克尔介质光腔中原子的纠缠动力学研究

初始处于纠缠的原子与附加类克尔介质的光腔相互作用,运用共生纠缠的度量方法对原子间的纠缠演化动力学进行研究,分析了腔场粒子数、介质非线性效应及原子与腔场的失谐量对纠缠演化的影响,发现处于腔场真空态下原子间的纠缠作周期性震荡演化,而处在腔场粒子数态下的原子在演化过程中发生纠缠突然死亡现象;在非线性克尔介质作用下,处于腔场粒子数较小范围内(n≤5)的原子间也会产生纠缠突然死亡现象;但随着腔场粒子数的增加纠缠突然死亡现象消失而且一定程度上可以达到纠缠初始值;当腔场处于任意粒子数态时,由于非线性效应的影响,均可抑制纠缠突然死亡现象的发生;当腔场在没有类克尔介质作用时,原子与腔场间的失谐量同样可以避免纠缠突然死亡现象的发生.     

粒子数场对双原子纠缠演化的影响

考虑初始处于纠缠态的两原子,分别以一定的速率依次通过高Q粒子数场,利用negativity度量纠缠的方法,研究了两原子之间的纠缠演化与原子初态和光场状态的关系,并与两原子同时在腔场时的情况做了比较.发现:当粒子数场为真空场时,两种模型下双原子纠缠度均做周期性演化;当粒子数场为非真空场时,双原子纠缠度都会出现纠缠猝死现象.并进一步研究了该现象随初始纠缠参量θ、粒子数n的变化关系以及与环境(腔场)的纠缠转移问题.     

控制Tavis-Cummings模型中两原子X态的纠缠突然死亡与突然产生

研究了初态为X态时Tavis-Cummings模型中具有偶极相互作用两原子的纠缠演化特性,在演化过程中,同时号码出现了两原子的纠缠突然死亡(ESD)与突然产生(ESB)两种有趣的现象.详细分析了两原子初始态的纯度、偶极相互作用、光场粒子数对这两种现象出现时间的影响,进一步给出了初始为混态时ESB与ESD的转换条件.计算结果表明,上述系统参量对两原子的纠缠演化、ESB与ESD有重要的影响,偶极相互作用会改变纠缠度的振荡周期,使出现ESD的时间间隔减少;随着初始两原子纠缠纯度的增大,纠缠突然产生以及纠缠突然死亡存在的时间缩短,并且可以提高两原子之间的纠缠;对于特殊的初态,产生了纠缠不变性以及固定的两原子纠缠,该定值受两原子初始状态的纯度控制。     

级联环境下双原子的纠缠动力学

文献Phys.Rev.A 90,042108(2014)提出了一种级联环境模型,即单量子系统与光学腔作用,而腔又级联着一个有结构的零温玻色热库。本文在此基础上,研究两个二能级原子在该级联环境下的纠缠动力学,考察原子与腔场的耦合强度、原子间的偶极-偶极相互作用、热库的谱宽度、腔场与库间的失谐对原子间纠缠以及两原子与腔组成的三体纠缠动力学的影响。结果表明,在一定条件下两原子间的二体纠缠和原子-腔的三体纠缠在长时极限下都趋于稳定值,且随着偶极-偶极相互作用增加而增大,而无论腔场与热库耦合强弱,失谐量的增加都可以抑制纠缠的衰减。     

推广的Jaynes-Cummings模型中原子纠缠的时间演化和热纠缠态

利用共生纠缠度研究了一个推广Jaynes Cummings模型中两原子纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态. 结果表明，腔场中两原子展现出周期性的纠缠演化过程，演化周期随原子偶极 偶极相互作用强度的增大而减小；在有限温度下，系统的共生纠缠度随温度的升高而降低，当趋近临界温度时，系统纠缠现象消失，这一临界温度值与原子偶极-偶极相互作用强度成正比. 对于典型的实验数据，临界温度约在10-5K数量级. 此外，在这种Jaynes Cummings模型中存在量子相位转变. 关键词： Jaynes Cummings模型 原子纠缠态 热纠缠态 共生纠缠度 偶极 偶极相互作用     

Kerr介质对粒子数光场中双原子纠缠演化的影响

初始纠缠的双原子中的一个原子与高Q腔中的单模光场发生相互作用,我们分析了在真空场、粒子数场及Kerr介质环境下两原子间的纠缠演化特性,发现在真空条件下两原子的纠缠有规则的作周期性变化;在粒子数场中两原子的纠缠度严重衰减,演化过程中达到最大纠缠的几率大大减少,且在一定时间段内纠缠消失,产生纠缠猝死现象,随着粒子数增加,纠缠猝死区域不断增加,对两原子的纠缠造成极大地破坏;但当系统在Kerr介质环境中发生相互作用时,发现能有效消除粒子数场中产生的纠缠猝死现象,在一定条件下能使两原子间的纠缠度在高值状态窄幅震荡。     

两二能级原子在共同环境下的量子关联动力学

通过精确求解带有偶极-偶极相互作用的两个二能级原子与一个共同热库相互作用模型, 得到了两原子间量子纠缠和量子失谐(quantum discord)的解析表达式. 综合考虑了环境的非马尔可夫效应、原子间的偶极-偶极相互作用以及原子的本征频率同腔模中心频率之间的失谐量对两原子间量子纠缠和quantum discord的影响. 研究显示: 在非马尔可夫机制下, 且原子的本征频率与腔模中心频率是共振时, 当两原子初态处于纠缠态时, 原子间偶极-偶极相互作用可以显著抑制包括量子纠缠和quantum discord等量子关联的衰减, 更特别的是, 如果原子的本征频率同腔模中心频率有一定的失谐时, 利用原子间偶极-偶极相互作用可大大地延长两原子退纠缠的时间; 当两原子初态处于可分离态时, 从短时间来看, 原子间偶极-偶极相互作用可以提高量子纠缠和quantum discord振荡的振幅,而在长时间极限下, 原子间偶极-偶极相互作用不会改变量子纠缠和quantum discord达到的稳定值. 最后, 讨论了原子间偶极-偶极相互作用对量子纠缠和quantum discord动力学不同的影响. 关键词： 量子纠缠 量子失谐 共同环境 偶极-偶极相互作用     

W态纠缠实现双腔远程控制原子的非经典特性

考虑将双模纠缠相干光场的两模场同时分别注入两个腔中,初态处于W态的三体纠缠二能级原子中的两个分别在这两个腔内,并且都与光场发生共振相互作用,经腔QED演化之后,对纠缠相干光场进行光子探测和对纠缠原子进行选择性测量,通过操纵相互作用的时间和光场的参数可控制W态中处于腔外的第三个原子的非经典效应,如粒子数布居差的崩塌一回复现象和偶极压缩现象,从而实现了更强地远程控制原子的非经典特性.     

利用原子-腔场喇曼相互作用制备纠缠压缩真空态

提出了利用量子态腔场与原子的喇曼相互作用制备纠缠压缩真空态的方案.在该方案中,一个初始制备在基态的原子被依次送入几个初始制备在压缩真空态的微腔中.通过控制原子的运行速度,使原子与每一个腔具有相同的相互作用时间.当原子与腔场发生相互作用,原子与腔场产生纠缠之后,进行原子的测量.当原子被测量处于基态或激发态时,按照量子力学波包塌缩原理,腔场态将塌缩到相应的纠缠压缩真空态.对纠缠压缩真空态的纠缠性质也进行了简略的讨论.     

三纠缠原子与双模腔场相互作用系统的纠缠演化特性

研究了初始处于GHZ态的三个两能级原子与双模腔场相互作用系统的纠缠动力学特性,得到了并发度和线性熵的解析表达式.讨论了腔场初始纠缠度对腔内两原子之间纠缠的影响,对其余子系统求迹后结果表明腔内两原子之间的纠缠出现突然产生现象,腔内两原子之间产生纠缠的阈值时间和最大值依赖于双模腔场初始纠缠度;并且发现腔内两原子子系统和腔外原子与场子系统之间在整个的时间演化过程中一直保持着纠缠状态.     

Entangling Two Multi-atomic Clusters Through a Cavity Field

Two atomic clusters, which have NA and Ns two-level atoms, respectively, are placed in a cavity but separated spatially. There is no direct interaction between the atoms. All the atoms interact with a single-mode of the cavity field. Quantum entanglement between the two atomic clusters is investigated for various initial states of the two atomic clusters and the field. When the cavity field is initially in a Fock state, we find that the time evolution of entanglement quasi-periodically oscillates regardless of the initial states of atoms. The oscillation period increases as the initial photon number increases. When all the atoms in both of the atomic clusters are initially in the excited state, we show that there is no entanglement between the atomic clusters with NA = NB = 1 regardless the initial state of the cavity field. However, when either NA or NB is larger than one, we find that the entanglement always exists even for a strong thermal field. In cases with different initial states of the atomic clusters, we notice that the entanglement becomes stronger as number of the atoms increases. When all the atoms in both of the clusters in the ground state, we also find that the entanglement can be enhanced even by a thermal field. We also notice that a single qubit can be entangled with multi-atoms which are initially in the ground state by the cavity field initially being in vacuum, thermal, coherent, and squeezed states.     

两纠缠原子与光场相互作用系统原子的纠缠特性

研究了两纠缠原子与单模相干态光场相互作用系统中原子纠缠度的时间演化特性,运用全量子理论和数值计算的方法,应用Concurrence纠缠度量标准,讨论了原子初始时刻的纠缠状态和光场强度对两原子纠缠度的影响.结果表明:双原子系统初始纠缠度越大,两原子间的纠缠在演化过程中的峰值也越大;随着光场强度的增加,两原子纠缠度的振荡曲线逐渐表现出崩塌一回复现象,周期性也越来越明显.     

两纠缠原子与光场相互作用系统原子的纠缠特性

研究了两纠缠原子与单模相干态光场相互作用系统中原子纠缠度的时间演化特性,运用全量子理论和数值计算的方法,应用Concurrence纠缠度量标准,讨论了原子初始时刻的纠缠状态和光场强度对两原子纠缠度的影响.结果表明：双原子系统初始纠缠度越大,两原子间的纠缠在演化过程中的峰值也越大;随着光场强度的增加,两原子纠缠度的振荡曲线逐渐表现出崩塌-回复现象,周期性也越来越明显.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用Negativity熵研究了Bell态原子与双模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:原子处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子处于|β00〉时,初始纠缠的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.     

Control and Transfer of Entanglement between Two Atoms Driven by Classical Fields under Dressed-State Representation

We have studied the dynamics and transfer of the entanglement of the two identical atoms simultaneously interacting with vacuum field by employing the dressed-state representation. The two atoms are driven by classical fields. The influence of the initial entanglement degree of two atoms, the coupling strength between the atom and the classical field and the detuning between the atomic transition frequency and the frequency of classical field on the entanglement and atomic linear entropy is discussed. The initial entanglement of the two atoms can be transferred into the entanglement between the atom and cavity field when the dissipation is neglected. The maximally entangled state between the atoms and cavity field can be obtained under some certain conditions. The time of disentanglement of two atoms can be controlled and manipulated by adjusting the detuning and classical driving fields. Moreover, the larger the cavity decay rate is, the more quickly the entanglement of the two atoms decays.     

速度调控的双原子纠缠

当光学腔中光场处于相干态,而原子处于运动中时,双原子的纠缠演化与光学腔场模结构相关联. 假如初始时刻原子的位置固定在腔中某一位置,双原子的纠缠演化将是无序的.然而,假如一开始双原子在光学腔相干态光场中处于运动状态,则双原子的纠缠随时间的变化将变得规则有序.如此,通过适当的选择双原子的速度和初始光场,就能对双原子的周期性纠缠进行控制,让纠缠在指定时刻出现.     

Sudden death of entanglement in the two-mode cavity field

<正>The entanglement dynamics involving the so-called entanglement sudden death of atoms in two-photon Tavis-Cummings model is investigated.Various initial conditions that may have influences on the entanglement evolution of atoms,especially on the appearance of atomic entanglement sudden death,are studied. The appearance of entanglement sudden death is sensitive to the initial conditions of the whole system, i.e.,the concrete type of atomic initial state,the photon number in the cavity field,and the dipole-dipole interaction between atoms.It is shown that the strong dipole-dipole interaction between atoms can weaken the atomic entanglement sudden death.     

T-C模型中光场和原子以及原子与原子之间的纠缠演化

研究了T-C模型中的二能级原子与单模场以及两个二能级原子之间不同初态的纠缠演化.发现,它们之间的形成纠缠是周期演化的,不同初态纠缠演化的周期不同.在一种类W初态下两原子之间还出现所谓的纠缠猝灭现象. 关键词： T-C模型 纠缠度 纠缠猝死     

Atomic coherence control on the entanglement of two atoms in two-photon processes

Considering two identical two-level atoms interacting with a single-mode thermal field through two-photon processes, this paper studies the atomic coherence control on the entanglement between two two-level atoms, and finds that the entanglement is greatly enhanced due to the initial atomic coherence. The results show that the entanglement can be manipulated by changing the initial parameters of the system, such as the superposition coefficients and the relative phases of the initial atomic coherent state and the mean photon number of the cavity field.