奇相干态在线性共振力作用激光过程中的退相干

利用有序算符内的积分技术,以及在线性共振力作用激光过程中密度矩阵解的解析表示式,导出了奇相干态密度矩阵在该通道中的演化公式。采用Wigner算符在相干态表象中的表示,给出了奇相干态在该通道中Wigner函数的演化公式。讨论了增益系数和衰减系数变化对Wigner函数的影响。研究结果表明:随增益系数增大和衰减系数增大,Wigner函数的负性减弱,态的非经典效应减弱。另一方面,随耗散过程的延续,Wigner函数负部体积减小,光场量子特性减弱。     

光子增加混沌场的退相干和非经典效应

将产生算符作用在混沌场上,构造了光子增加混沌场.利用有序算符内的积分技术和热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法,研究了振幅衰减模型中光子增加混沌场的退相干和非经典效应.通过解振幅衰减模型中的密度算符的主方程,得到了初态为光子增加混沌场的密度算符的演化公式.计算了终态密度算符的P表示和Wigner函数,并数值计算了耗散对其P表示和Wigner函数的影响.结果表明:随耗散时间的增长,光子增加混沌场的非经典效应减弱.另一方面,随光子增加数的增加,其非经典效应也减弱.     

广义压缩粒子数态的非经典性质及其退相干

研究了三参数的压缩算符产生的广义压缩粒子数态的非经典性质及其在光子损失通道中的退相干问题.利用有序算符内的积分技术和Weyl编序算符在相似变换下的不变性,简洁地导出了广义压缩粒子数态的Wigner函数(Laguerre-Gaussian函数).基于Wigner函数的演化积分公式,解析地推导出了在耗散通道中的Wigner函数表达式.特别地,根据Wigner函数负部体积讨论了其非经典性.     

量子扩散通道中Wigner算符的演化规律

众所周知,量子态的演化可用与其相应的Wigner函数演化来代替.因为量子态的Wigner函数和量子态的密度矩阵一样,都包含了概率分布和相位等信息,因此对量子态的Wigner函数进行研究,可以更加快速有效地获取量子态在演化过程的重要信息.本文从经典扩散方程出发,利用密度算符的P表示,导出了量子态密度算符的扩散方程.进一步通过引入量子算符的Weyl编序记号,给出了其对应的Weyl量子化方案.另外,借助于密度算符的另一相空间表示-Wigner函数,建立了Wigner算符在扩散通道中演化方程,并给出了其Wigner算符解的形式.本文推导出了Wigner算符在量子扩散通道中的演化规律,即演化过程中任意时刻Wigner算符的形式.在此结论的基础上,讨论了相干态经过量子扩散通道的演化情况.     

光学微腔中少光子数叠加态的耗散动力学

通过考察耗散光学腔中少光子数叠加态的Wigner函数随时间 的变化行为, 揭示其非经典特性的动力学演化. 结果表明, 初始时Wigner函数为负的少光子数叠加态, 在耗散过程中其负性逐渐减小 直至消失, 并最后达到一个稳定的正值. 但这并不意味着耗散量子态非经典特性的完全消失. 实际上, 作为非经典特性的另一个重要参量, 光子的二阶关联函数g⁽²⁾(0) (g⁽²⁾(0)<1意味着光子是非经典地反聚束) 是一个耗散动力学不变的物理量. 我们证明, 光子的二阶反关联函数g^(2A)(0)却是一个随着耗散而改变的物理参量, 从而可以用于描述光学微腔中光量子态的耗散动力学行为. 最后, 我们给出一个在实验上如何制备少光子数叠加态并对其Wigner函数进行探测的方案.     

光子增减叠加相干态在热环境中的退相干

研究了由光子增减叠加操作作用于相干态而得量子态的非经典性及其在热环境中的退相干问题.通过解析导出了Mandel's Q参数、光子数分布、Wigner函数等,讨论其非经典性.研究表明一阶光子增减相干叠加相干态在相空间总是取负值,只要满足条件∣2z* +α-α*∣2＜1.基于Wigner函数的演化积分公式,解析地推导出了在热环境中Wigner函数的简洁表达式.研究首次表明:如果κt＜1/2ln[(2(η)+2)/(2(η)+1)]得以满足,一阶光子增减相干叠加相干态在相空间最小值点处Wigner函数分布总存在负部.此外,根据Wigner函数负部体积讨论了其非经典特性.     

研究热相干态的Wigner函数

利用相干态表象下的Wigner算符和有序算符内的积分(IWOP)技术,首先得到了热相干态(量子纯态)的Wigner函数;同时借助相干态表象和算符的正规乘积形式给出了相应混合态的Wigner函数.结果表明,热相干态与相应混合态的Wigner甬数是相一致的,支持了热场动力学(TFD)理论.且采用相干态表象下的Wigner算符、IWOP技术和算符的正规乘积形式来研究量子态的Wigner函数非常简捷方便.研究结果加深了人们对量子统计中相空间技术和热场动力学(TFD)理论的认识,且对于其它量子纯态与相应混合态相空间分布函数一致性的研究具有很好的理论指导意义.     

光场组合算符激发混沌场的量子特性

利用算符作用在光场态上构造新的量子态的方法,通过光场湮没和产生算符的线性组合作用构造了光场组合算符激发混沌场。通过对光场的两个正交分量涨落、二阶关联函数、Mandel Q参量和Wigner函数的计算,研究了该量子态的压缩效应、反聚束效应、统计性质和Wigner函数的负性。讨论了算符叠加系数变化和平均光子数变化对其量子特性的影响。研究结果表明:光场不呈现压缩效应;随平均光子数增大它的反聚束效应、亚泊松分布性质和Wigner函数负性减弱;另一方面,随算符组合部分中产生算符的比重增大,光场反聚束效应和亚泊松分布性质增强。这表明增大算符组合部分中产生算符的比重对增强光场反聚束效应和亚泊松分布性质有利。     

振幅衰减模型中弱相干光场的退相干

利用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程的方法,给出了任意时刻振幅衰减模型中弱相干场密度算符的表示式。采用数值计算方法计算了弱相干光场的压缩效应、统计性质和Wigner函数。讨论了耗散对这些量子特性的影响。研究结果表明:随衰减时间的增大,弱相干场的压缩效应、统计性质和Wigner函数的负性等非经典效应均减弱。     

场频率随时间变化对原子偶极压缩效应的影响

利用J-C模型,考虑场频率随时间以正弦函数形式作小量变化,在旋波近似下,研究了二能级原子通过单光子跃迁与单模辐射场相互作用系统中原子算符Sy压缩效应的演化规律.利用数值计算方法给出压缩量随时间的演化曲线.研究结果表明:原子算符压缩效应的演化受场频率随时间正弦函数形式变化的调制,场频率振荡的幅值u越大调制作用越强.随场频率变化的幅值u的增大,压缩效应减弱.在场频率振荡的幅值u大于一定值后,压缩量将按场频率周期性的变化规律作周期性振荡,     

基于Cluster态和Bell态的任意三粒子态远程制备

本文提出了一个新颖的基于四粒子cluster态和Bell态制备任意三粒子远程制备方案.在发送者(Alice)对自己手中的粒子做正交完备测量,接受者(Bob)对自己手中的粒子做适当的幺正变换后,任意三粒子远程制备成功.对于Alice的两种不同的正交完备基测量的情况,分别计算了远程制备成功的概率.另外,本方案成功制备的概率在一般情况和一些特殊情况下是可以计算的.分析结果表明:在一般情况下,远程态制备可以以1/8的概率实现;但在一些特殊情况下,成功的概率可以提高到1/4、1/2,甚至1.     

基于Cluster态和Bell态的任意三粒子态远程制备(英文)

本文提出了一个新颖的基于四粒子cluster态和Bell态制备任意三粒子远程制备方案.在发送者(Alice)对自己手中的粒子做正交完备测量,接受者(Bob)对自己手中的粒子做适当的幺正变换后,任意三粒子远程制备成功.对于Alice的两种不同的正交完备基测量的情况,分别计算了远程制备成功的概率.另外,本方案成功制备的概率在一般情况和一些特殊情况下是可以计算的.分析结果表明:在一般情况下,远程态制备可以以1/8的概率实现;但在一些特殊情况下,成功的概率可以提高到1/4、1/2,甚至1.     

双模场真空态与相干态的叠加态的准几率分布函数

辐射场的非经典态在量子光学中占有十分重要的位置,在实践中有着非常广泛的应用背景,因此如何构造出各种各样的非经典态引起了越来越多的人的极大兴趣和重视。本文中,我们构造了辐射场的一类新的非经典态,称之为双模真空态与相干态的叠加态。我们对该态做了详细的数值计算以及量子统计性质的讨论。我们构造了双模真空态与相干态的叠加态的数学结构,讨论了它的准几率分布函数。数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态。     

Teleportation of Multipartite State via W State

A scheme of teleporting a multi-particle state via W state is presented. The W class states serve as quantum channels. After the sender operates both Von Neumann measurements and Bell-state measurements and then inform the receiver her results, the receiver can reconstruct the original state by corresponding unitary transformation. The probability of successful teleportation is also obtained. Special example of four-particle state is discussed in detail.     

Quantum State Sharing of a Single-Qubit State via an Arbitrary High-Dimensional Entangled State

We propose two schemes for quantum state sharing of single-qubit state by using three-qutrit and three-qudit entangled states as quantum channel, respectively. After the sender performs a non-symmetric basis measurement on her particles, and the controller operates a single-particle measurement on his particle, the state receiver can reconstruct the original state of the sender by applying the appropriate unitary operation. The analysis of the security in the schemes has been given.     

Remote State Preparation of a Greenberger-Horne-Zeilinger Class State

In this paper, we propose a scheme for the remote preparation of a three-particle Greenberger-Horne-Zeilinger class state by a two-particle entangled state and a three-particle entangled state. It is shown that, by this scheme, only two classical bits and one two-particle projective measurement are enough for such preparation.     

Teleportation of Two-Particle Entangled State via Cluster State

In this paper,two schemes for teleporting an unknown two-particle entangled state from the sender (Alice)to the receiver (Bob) via a four-particle entangled cluster state are proposed.In these two schemes,the unknown twoparticle entangled state can be teleported perfectly.The successful probabilities and fidelities of the schemes can reach unity.     

Spin Squeezing in 4-Qubit State Superposed by GHZ State, W State and Symmetric State

We investigate the entangled property via spin squeezing in a 4-qubit state superposed by a GHZ state, W state and symmetric state with relative phases. Numerically solutions for spin squeezing parameter are derived. Mean spin direction and the spin squeezing parameters are determined by the superposition coefficients and the relative phases.     

Joint Remote State Preparation of a Single-Atom Qubit State via a GHZ Entangled State

We proposed a physical protocol for the joint remote preparation of a single-atom qubit state via a three-atom entangled GHZ-type state previously shared by the two senders and one receiver. Only rotation operations of single-atom, which can be achieved though the resonant interaction between the two-level atom and the classical field, are required in the scheme. It shows that the splitting way of the classical information of the secret qubit not only determines the success of reconstruction of the secret qubit, but also influences the operations of the senders.