远程控制原子的纠缠特性

考虑初始处于GHZ态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况.利用全量子理论和采用数值计算方法,研究了腔内原子的纠缠性质.通过对是否进行腔外原子态选择性测量和腔外原子旋转操作情况下,腔内原子间的纠缠性质的比较,讨论了对腔外原子的旋转操作和测量对腔内原子间纠缠性质的影响.研究结果表明：若没有对腔外原子进行旋转操作,腔内两原子是分离的|若对腔外原子进行旋转操作和选择性测量,腔内两原子是纠缠的.另一方面,腔内两原子间的纠缠性质随旋转角的变化具有对称性,其对称轴为θ=π/2,可通过控制旋转角度的大小来控制腔内原子间的纠缠度.     

腔外原子操作控制腔内原子的纠缠特性

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时分别注入处于真空态的两个腔中并发生共振相互作用的情况.采用数值计算方法,研究了对腔外原子的旋转操作和测量对腔内原子纠缠性质的影响.研究结果表明,通过对腔外原子的旋转操作和选择性测量可控制腔内原子的纠缠性质.     

原子的选择测量对原子纠缠特性和场熵的影响*

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法,通过对是否进行原子态选择性测量情况下,腔内原子间的纠缠性质和场熵的比较,讨论了对腔外原子的态选择性测量对腔内原子间的纠缠性质和场熵演化的影响。研究结果表明：对腔外原子的选择性测量,可增强腔内原子间的纠缠,但会减弱腔內原子与光场的关联。     

原子与光纤耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

研究了光纤耦合腔A和B中各囚禁一个和两个二能级原子的情况,给出了总激发数为1时系统态矢的演化。采用Negativity熵来描述两个子系统间的纠缠,利用数值计算方法研究了腔内原子与原子间和腔场与腔场间的纠缠特性,讨论了光纤模与腔场间的耦合强度变化对纠缠特性的影响。另一方面还研究了对腔A中原子选择性测量对纠缠特性的影响。研究结果表明:随光纤模与腔场间的耦合系数增大,腔场间纠缠减弱。原子间纠缠与光纤模与腔场间的耦合系数间存在非线性关系。另一方面,采用原子态选择性测量方法,可增强腔内原子间和腔场间的纠缠。     

选择原子测量对原子与光场纠缠特性的影响

考虑将初始处于纠缠态的一个原子注入处于Fock态的单模腔中,并且原子与光场发生共振相互作用的情况,采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,运用数值计算方法研究了腔内原子与光场间的纠缠特性.通过是否进行原子态选择性测量情况下,对腔内原子与光场间的纠缠特性的比较,讨论了腔外原子的测量对纠缠特性的影响.研究结果表明...     

远程控制纠缠原子的偶极压缩

考虑初始处于EPR态的两个二能级原子A、B,将B原子注入处于真空态和单光子态的叠加态的腔中,演化一段时间后,对B原子进行选择性测量,通过选择合适的腔场初始叠加状态和演化时间,可控制原子A的偶极矩压缩效应.     

原子测量对耦合腔系统中纠缠特性的影响

考虑将W态中的两个二能级原子分别注入耦合腔A和B中,并且原子与腔场发生共振相互作用的情况.利用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,采用数值计算方法研究了腔内原子与原子间、腔场与腔场间和原子与腔场间的纠缠特性.通过对是否进行腔外原子选择性测量的结果的比较,讨论了原子选择性测量对纠缠性质的影响.研究了腔场间的耦合...     

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.     

利用纠缠交换制备原子-原子最大纠缠态

基于腔量子电动力学(QED)提出一种利用两对纠缠的级联型三能级原子与单模腔场系统制备原子-原子最大纠缠态的简单方案,最初两原子之间、两腔场之间互不纠缠,使其中一个原子与一个腔场发生作用,即纠缠交换,该过程仅需对单个腔场态测量就可实现从未有直接作用的两个原子之间的纠缠,精确控制原子与腔场的相互作用时间可获得具有最大保真度的纠缠态.该方案可以延长腔的有效泄漏时间,从而能有效克服光腔的消相干的影响,这样大大降低了系统对腔的品质的要求.     

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.     

三耦合腔系统双光子过程中的纠缠特性

研究腔与腔之间通过双光子过程耦合的三耦合腔系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过双光子跃迁过程与腔场共振相互作用的情况。采用负本征值来度量两个子系统间的纠缠,利用数值计算方法研究了系统中两个子系统间的纠缠动力学特性。讨论了腔场间耦合系数变化对两个子系统间纠缠特性的影响。研究发现,随腔场间耦合系数的增大,两原子间的纠缠增强,两腔场间的纠缠减弱。     

Entanglement Properties in a Star Structure Coupled Cavities System

In this paper, the star structure coupled cavities system is composed of six single-mode cavities. One of them is at the center of the star structure, and other five cavities are at the five vertices of the star structure, respectively. The center cavity is connected with other five cavities by optical fibers. The situation is considered that six identical two-level atoms are separately trapped in six single-mode optical cavities, each atom resonantly interacts with cavity via a one-photon hopping, and the total excitation number of the system equals one. Negativity is adopted to quantify the degree of entanglement between two subsystems. The entanglement properties between atoms and that between cavities are investigated. The influences of atom-cavity coupling coefficient on the entanglement properties between two subsystems are studied. The results obtained using the numerical method show that the atom-atom entanglement is weakened, and the cavity-cavity entanglement is strengthened with the increase of atom-cavity coupling coefficient.

     

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。     

双J-C模型中两原子的纠缠动力学特征

初始处于类贝尔纠缠态的完全一样的二能级原子A和B分别与空间分离的两处于真空场的腔场a和腔场b发生相互作用,利用双Jaynes-Cummings理论模型进行分析,我们采用部分转置矩阵的负本征值(negativity)的方法研究了两原子间纠缠度随时间演化的动力学特征,通过数值计算和理论分析发现在一定参数范围内原子间出现纠缠猝死现象;通过参数调整能有效缩小纠缠猝死区域,在一定的参数条件下能有效消除两原子间的纠缠猝死现象。     

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.     

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.     

远程制备双原子纠缠态

提出一种远程制备双原子纠缠态的方案,该方案基于两个原子与单模腔场的同时非共振相互作用.由于双粒子纠缠态比三粒子纠缠态容易制备,方案用两对双原子纠缠态作为量子通道.Alice 拥有的两个相同原子同时与一单模腔场非共振相互作用.Alice已知她要制备的纠缠态,她选择适当的相互作用时间、测量她所拥有的两个原子并通过经典通道通知Bob.Bob引入一个相同的辅助原子和一个单模腔场来实现方案.方案对腔场状态和腔损耗不敏感,基于当前的腔QED 技术,方案能在实验上实现.该方案有望在量子信息过程中有重要的应用价值.     

The Entanglement Properties Induced by Atoms in Two Separate Cavities Connected by an Optical Fiber

We study the entanglement evolution between two atoms, which are initially entangled with a third atom and trapped in two separated cavities coupled by an optical fiber. We also investigate the temporal evolution in the entanglement between the atom and the local cavity mode. The influence of the state-selective measurement on the atom outside the cavities and the influence of cavity-fiber coupling coefficient on the entanglement are discussed. The results show that the entanglement can be strengthened through the state-selective measurement on the atom outside the cavities. We also find that, by increasing the cavity-fiber coupling coefficient, the atom-atom entanglement is strengthened, but the atom-cavity entanglement is weakened.