纠缠态原子与压缩真空场Raman 相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法研究了两个全同的纠缠二能级原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度.结果表明,系统、原子和场的保真度随初始光场的压缩参数的增加而急剧减小,且与两原子体系的纠缠度和原子间偶极-偶极相互作用强度相关联.     

基于Tavis-Cummings模型实现非定域三原子系统量子特性的远程控制

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了三个二能级原子系统的量子特性。初始三原子处于W纠缠态,让其中的两原子A、B与相干态光腔场发生共振作用,经腔QED演化以后,对原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极相互作用,来控制腔外原子C的布居差演化;对相干态光场进行光子探测,通过改变探测到的光子数、相干光场参量和原子间偶极相互作用,来控制腔外原子C的偶极压缩,最终实现了远程操纵腔外原子非经典特性的目的。     

多模简并多光子Tavis-Cummings模型中的量子纠缠特性

利用冯·纽曼约化熵理论研究了多模相干态光场与两等同二能级原子简并多光子相互作用系统量子纠缠演化特性,得到了多模光场量子纠缠的解析表达式,并给出了双模光场与两原子相互作用时量子纠缠的数值计算结果.结果表明:量子纠缠随着光子简并度的增大而增强;随着初始平均光子数的增加,量子纠缠演化的周期性变得越来越明显;当场与原子远离共振时,量子纠缠随着频率失谐量的增大而减弱;当失谐量足够大时,场与原子几乎总是处于纠缠状态.这些结论对于纠缠态或纯态的制备及获取光学系统中的量子信息研究中有一定参考价值.     

Kerr介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

Kerr介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

Kerr介质中双光子T-C模型光场的量子特性

研究了存在Kerr介质时，耦合双原子与单模压缩真空场双光子跃迁相互作用系统光场的量子特性，讨论了Kerr介质和原子间偶极-偶极相互作用对光场量子特性的影响. 结果表明：当Kerr效应和偶极-偶极相互作用可以忽略时，光场U2分量的涨落能被周期性地压缩，随着Kerr效应和偶极-偶极相互作用的增强，光场的压缩逐渐变浅，压缩次数减少；Kerr效应和偶极-偶极相互作用的影响使光场的二阶相干度时间演化曲线呈现周期性的崩塌-回复现象，但不论耦合强度如何，光子总是呈现聚束效应. 关键词： Kerr介质 压缩真空场 耦合双原子 光场的量子特性     

多模简并多光子Tavis-Cummings模型中的量子纠缠特性(英文)

利用冯·纽曼约化熵理论研究了多模相干态光场与两等同二能级原子简并多光子相互作用系统量子纠缠演化特性,得到了多模光场量子纠缠的解析表达式,并给出了双模光场与两原子相互作用时量子纠缠的数值计算结果.结果表明:量子纠缠随着光子简并度的增大而增强;随着初始平均光子数的增加,量子纠缠演化的周期性变得越来越明显;当场与原子远离共振时,量子纠缠随着频率失谐量的增大而减弱;当失谐量足够大时,场与原子几乎总是处于纠缠状态.这些结论对于纠缠态或纯态的制备及获取光学系统中的量子信息研究中有一定参考价值.     

克尔介质中皮秒亮孤子多光子J-C模型粒子数反转特性

利用全量子理论研究了克尔介质中皮秒孤子光场与二能级原子多光子相互作用系统中粒子数反转随时间的变化特性,用MATLAB软件编程模拟并讨论了初始平均光子数、克尔介质与场模非线性相互作用强弱、孤子光场与原子耦合强度及相互作用过程中跃迁光子数目对粒子数反转的影响.数值计算结果表明：初始平均光子数越大、克尔介质与场模的非线性相互作用越强、孤子光场与原子耦合强度越小或相互作用过程中跃迁光子数目越多,粒子数反转崩坍与恢复的振荡幅度越小、平均值越大.     

虚光场对双模压缩真空场中原子量子特性的影响

应用全量子理论,研究了非旋波近似下与双模压缩真空场相互作用的二能级原子算符的时间演化规律和偶极压缩性质,数值计算结果表明,虚光场效应主要表现为物理过程中的量子噪声,这种量子噪声的大小与光场的初始压缩参量和原子的初始状态以及系统的耦合强度等因素密切相关. 关键词： 虚光场 双模压缩真空场 二能级原子 粒子数布居 原子偶极压缩     

虚光场对双模压缩真空场与原子相互作用系统中光子统计性质的影响

研究了非旋波近似下双模压缩真空场与二能级原子相互作用系统中光子的统计性质,着重讨论了虚光场效应对光子统计性质的影响.数值计算结果表明,虚光场对光子统计性质的影响主要表现为量子噪声,量子噪声的大小依赖于光场的初始压缩因子和原子的初始状态,且与原子光场耦合强度有关. 关键词： 非旋波近似 双模压缩真空场 二能级原子 光子统计性质     

Evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multimode light field interacting resonantly with a two-level atom through Nj-degenerate NΣ-photon process

The time evolution of the field quantum entropy and entanglement in a system of multi-mode coherent light field resonantly interacting with a two-level atom by degenerating the multi-photon process is studied by utilizing the Von Neumann reduced entropy theory, and the analytical expressions of the quantum entropy of the multimode field and the numerical calculation results for three-mode field interacting with the atom are obtained. Our attention focuses on the discussion of the influences of the initial average photon number, the atomic distribution angle and the phase angle of the atom dipole on the evolution of the quantum field entropy and entanglement. The results obtained from the numerical calculation indicate that: the stronger the quantum field is, the weaker the entanglement between the quantum field and the atom will be, and when the field is strong enough, the two subsystems may be in a disentangled state all the time; the quantum field entropy is strongly dependent on the atomic distribution angle, namely, the quantum field and the two-level atom are always in the entangled state, and are nearly stable at maximum entanglement after a short time of vibration; the larger the atomic distribution angle is, the shorter the time for the field quantum entropy to evolve its maximum value is; the phase angles of the atom dipole almost have no influences on the entanglement between the quantum field and the two-level atom. Entangled states or pure states based on these properties of the field quantum entropy can be prepared.     

Properties of field quantum entropy evolution in the Jaynes--Cummings model with initial squeezed coherent states field

The properties of the field quantum entropy evolution in a system of a single-mode squeezed coherent state field interacting with a two-level atom is studied by utilizing the complete quantum theory, and we focus our attention on the discussion of the influences of field squeezing parameter $\gamma $, atomic distribution angle $\theta $ and coupling strength $g$ between the field and the atom on the properties of the evolution of field quantum entropy. The results obtained from numerical calculation indicate that the amplitude of oscillation of field quantum entropy evolution decreases with the increasing of squeezing parameter $\gamma $, and that both atomic distribution angle $\theta $ and coupling strength $g$ between the field and the atom can influence the periodicity of field quantum entropy evolution.     

与双模场依赖强度耦合下多光子通道中原子比 特周期量子回声产生和调控

旋波近似条件下,运用全量子理论研究了与双模相干光场依赖强度耦合多光子通道中原子比特周期量子回声的产生和控制. 采用数值计算的方法,讨论了双模相干光场平均光子数分布形式、分布范围及原子跃迁时吸收(或发射)的光子数k对原子比特态保真度演化的影响,获得了产生和控制原子比特周期量子回声的系统参量;根据纠缠理论,分析了原子比特态保真度演化与原子约化熵演化的关联. 结果表明:在k=1的双光子过程中,调控光场平均光子数呈对称或不对称分布,当它的取值在一定范围内,原子比特保持良好的相干性和保真度,产生周期量子回声; 对于k≥2的多光子过程,原子比特与双模相干光场始终处于最大纠缠,因此导致了原子比特始终处于部分失真状态,不产生周期量子回声. 本研究揭示了周期量子回声产生的物理实质是原子比特与光场周期性退纠缠.     

与光场依赖强度耦合多光子通道中原子周期量子回声的产生和控制

研究了与光场依赖强度耦合多光子通道中原子态保真度演化,探讨了原子周期量子回声的产生和控制。通过分别考察原子相干分布角、光场平均光子数以及原子跃迁时吸收（或发射）的光子数对原子态保真度演化的影响,获得了产生和控制原子周期量子回声的系统参数,并揭示了原子态高保真输出的物理实质。     

与光场依赖强度耦合多光子通道中原子周期量子回声的产生和控制

研究了与光场依赖强度耦合多光子通道中原子态保真度演化,探讨了原子周期量子回声的产生和控制。通过分别考察原子相干分布角、光场平均光子数以及原子跃迁时吸收（或发射）的光子数对原子态保真度演化的影响,获得了产生和控制原子周期量子回声的系统参数,并揭示了原子态高保真输出的物理实质。     

Fidelity of quantum information for V-type three-level atom interacting with a number state light field in Kerr medium

In this paper the evolution characteristics of the fidelity of quantum information for the V-type three-level atom interacting with number state light field in Kerr meddium are investigated. It shows that the periodicity of the evolutions of fidelity of quantum information is influenced by the Kerr coefficient, the photon number of the initial field and intensity of light. The evolutions of the fidelity of quantum information are modulated by the initial number state field. The Rabi oscillation frequency and the modulation frequency of fidelity for the field and the system vary with the value of the Kerr coefficient. The evolutions of fidelity of quantum information obviously show the quantum collapse and revival behaviours in the system of atom interacting with light field.     

Evolution Properties of Atomic Fidelity in the Combined Multi-Atom-Cavity Field System

The atom fidelity is investigated in a system consisting of Mtwo-level atoms and M single-mode Gelds by use of complete quantum theory and numerical evaluation method.The influences of various system parameters on the evolution of atomic Sdelity are studied.The results show that the atomic Sdelity evolves in a Rabi oscillation manner.The oscillation frequency is mainly modulated by the coupling strength between atoms and light Geld,the atomic transition probabilities and the average photon numbers.Other factors hardly impact on the atomic fidelity.The present results may provide a useful approach to the maintenance of the atomic Sdelity in the atom cavity Seld systems.     

与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子的周期量子回声

本文将Tavis-Cummings(T-C)模型推广到同时考虑原子运动及与光场依赖强度耦合的情况.运用全量子理论,研究了与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子量子态保真度演化.采用数值计算的方法,探讨了双原子初始纠缠因子θ、光场平均光子数n以及场模结构参量p对双原子量子态保真度演化的影响,解析分析了双原子周期量子回声的形成规律,揭示了其物理实质.结果表明, 在场模结构参量p=1的情况下,无论光强和双原子初始纠缠因子如何取值,双原子均产生周期2π的量子回声;在强相干场n=30条件下,改变p从1到小于800时,Bell态双原子产生2π/p周期量子回声.当p≥800时,无论光场是真空场、弱相干场或强相干场,双原子量子态保真度恒为1,即第一类Bell态原子持续处于保真态;而当双原子初始纠缠因子为3π/4时,无论n、p取何值,双原子量子态保真度保持为1,双原子持续处于第二类Bell态的保真态.其结论表明, 该推广模型具有很好的双原子周期量子回声性质,为纠缠双原子信息高保真输出及噪音环境下量子信息处理的实验实现提供了理论参量和物理载体.     

与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子的周期量子回声

本文将Tavis-Cummings (T-C)模型推广到同时考虑原子运动及与光场依赖强度耦合的情况.运用全量子理论,研究了与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子量子态保真度演化.采用数值计算的方法,探讨了双原子初始纠缠因子θ、光场平均光子数n以及场模结构参量p对双原子量子态保真度演化的影响,解析分析了双原子周期量子回声的形成规律,揭示了其物理实质.结果表明,在场模结构参量p=1的情况下,无论光强和双原子初始纠缠因子如何取值,双原子均产生周期2π的量子回声;在强相干场n=30条件下,改变P从1到小于800时,Bell态双原子产生2π/P周期量子回声.当p≥800时,无论光场是真空场、弱相干场或强相干场,双原子量子态保真度恒为1,即第一类Bell态原子持续处于保真态;而当双原子初始纠缠因子为3π/4时,无论n、p取何值,双原子量子态保真度保持为1,双原子持续处于第二类Bell态的保真态.其结论表明,该推广模型具有很好的双原子周期量子回声性质,为纠缠双原子信息高保真输出及噪音环境下量子信息处理的实验实现提供了理论参量和物理载体.     

与二项式光场相互作用的运动原子熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了二项式光场与运动二能级原子相互作用过程中运动原子的信息熵压缩。讨论了不同的原子初态和场的有关参数对原子信息熵压缩的影响。结果表明：选择原子初态、场模结构、场调节参数及原子运动速度可以调控原子信息熵的压缩方向、偶极矩分量值和压缩周期;适当的选择参数可得到持续性的原子信息熵压缩。