耦合原子与腔场多光子相互作用过程中的量子信息传递

建立了"多耦合原子--腔"系统的多光子相互作用模型. 利用腔量子电动力学理论, 研究了原子与腔场相互作用过程中量子信息传递的特性, 分析了原子间耦合作用对量子信息传递的影响. 结果表明: 在一定的相互作用时间内, 量子信息可以在腔场与原子间可逆传递或保持, 原子间的偶极作用导致量子纠缠信息非完全传递和非完全保持.     

利用多光子相互作用实现量子信息传递

利用全量子理论,研究了多原子-腔场系统中多光子相互作用的过程,给出了不同情况下系统的一般演化式,发现利用此过程可实现量子纠缠信息的传递:只要控制腔场与原子相互作用的时间即原子以特定速度通过腔场时,处于基态的原子与存储纠缠信息的腔场相互作用的结果使原子获得量子纠缠信息;相反,纠缠原子中的量子纠缠信息也可传递给处于真空态的腔场;基态原子作为"飞行的量子比特"还可将量子纠缠信息从一个腔场传递到另一个腔场。该结论适应于讨论任意多个原子-腔场系统中任意多个光子相互作用的普遍情形。     

相干原子束-相干腔场相互作用系统中量子信息的交换传递

利用演化因子给出了相干原子束与相干腔场相互作用系统的演化规律.研究了其相互作用过程,结果表明:量子信息不但可以在相干原子与相干腔场之间相互交换,而且可以在不同相干腔场之间传递.还发现:在普遍情况下,信息交换传递的条件与原子跃迁的频率(ωa,k)及其相对相位(ξ)、光场的频率(ωf,k)及其相对相位(η)、原子与光场的耦合强度(g)和相互作用时间(t)等均有关,但当原子与光场发生共振相互作用时,其条件仅与g、t有关.     

多原子-腔系统中的量子信息传递

提出了一个多原子-腔组成的物理系统,并讨论了发生在该系统中量子信息的交换和传递过程,结果发现:由最低两个Fock态｜０〉和｜1〉任意组成的光量子态腔场,当处于基态的原子以特定的速度通过腔时,原子都能带走腔中的量子态并据为己有;反之,由两能级原子的基态｜g〉和激发态｜e〉任意组成的量子态,当原子以特定的速度通过处于真空态的腔时,原子都能把携带的量子态释放于腔中,实现了腔-原子之间的信息交换.利用原子能够捡起、释放量子信息这一特点,进一步讨论了把原子作为运输工具实现腔-腔之间异地量子信息传递的物理过程.     

多模腔场与耦合原子之间量子纠缠信息的传递规律

提出了多个“耦合双原子-腔-多模光场”相互作用系统的集合模型,发现了该物理系统中量子纠缠信息的传递规律.即：处于基态的原子以特定速度通过处于纠缠态的腔场时,原子能够将光场的纠缠信息据为已有;反之,纠缠原子以特定速度通过真空场时,原子能把纠缠信息释放于腔中,这样便实现了腔-原子之间纠缠信息的交换传递.利用原子能够捡起、释放量子纠缠信息的特点,进一步实现腔-腔之间异地量子纠缠信息的传递.在不同条件下,量子纠缠信息还可以保持.     

束腔相互作用的导纳分析方法

在导纳坐标系中, 基于束流的导纳等效, 对束腔相互作用进行了分析, 得到了相关物理量的表达式. 利用这些公式, 研究了注入过程中重束流负载的瞬态Robinson~不稳定性. 与传统的方法相比, 导纳分析的推导比较简明, 表达式更具有物理直观性.     

非等同双原子与双模腔场拉曼相互作用模型的腔场谱

研究了非等同双原子与双模腔场拉曼相互作用模型的腔场谱,分析了谱结构随原子与腔场相对耦合常数R=g2/g1的变化规律,发现R对真空场、弱场、强场谱结构都有不同程度的影响.当R=1或R=0时,一般呈现简并的谱结构,而当R介于0与1之间时,腔场谱一般呈现复杂的非对称多峰结构.同时还发现,当R固定不变时,低频腔场初始场强对高频真空场谱结构也有较明显的影响. 关键词： 量子光学 腔场谱 拉曼相互作用 双模腔场     

微腔或纳腔中的光—物质相互作用

光学微腔通常由透明介质做成,是用于将光子囚禁在其自身内部的结构。而光学纳腔是类比于微腔,泛指一类能将光场局域在极亚波长的纳米尺度上的结构,一般是由金属性材料与透明介质共同构成的。在与原子分子等量子体系相互作用方面,微腔和纳腔分别从提高腔的品质因子或减小腔的模式体积两个方面来增强光与物质的相互作用。两者殊途同归,区别又相互联系。微腔量子体系一般具有更长的寿命(或量子态相干时间),而纳腔体系的优点是体积小、超快响应且无需低温运行,在发展集成光学芯片方面更有优势。在实际应用中,两者各具特色,相得益彰。     

利用原子-腔场的Raman相互作用制备类自旋多腔场纠缠态

提出了一种利用Λ型三能级原子与相干态腔场的Raman相互作用制备类自旋多腔场纠缠态的方案.     

Scheme to Implement Optimal Symmetric 1 → 2 Universal Quantum Telecloning Through Cavity-Assisted Interaction

We propose a scheme to implement the optimal symmetric 1 → 2 universal quantum telecloning through cavity-assisted interaction. In our scheme an arbitrary single atomic state can be telecloned to two single atomic states. And three atoms are trapped in three spatially separated cavities respectively. With a particular multiparticle entangled state acting as a quantum information channel and the trapped single atom acting as a quantum network node for its long-lived internal state, quantum information can be telecloned among nodes and can stored in the nodes.     

Entanglement Transfer via Heisenberg Interaction in a Four-Qubit System

We investigate the entanglement transfer in a four-qubit system and calculate the concurrence between any two qubits in different initial states. We show that both the pure entangled state and mixed entangled state can be transferred. For some special coupling constants and some evolution time, entanglement can be completely transferred from one pair particles to another.     

Detection of Cause-Effect Relations Based on Information Granulation and Transfer Entropy

Causality inference is a process to infer Cause-Effect relations between variables in, typically, complex systems, and it is commonly used for root cause analysis in large-scale process industries. Transfer entropy (TE), as a non-parametric causality inference method, is an effective method to detect Cause-Effect relations in both linear and nonlinear processes. However, a major drawback of transfer entropy lies in the high computational complexity, which hinders its real application, especially in systems that have high requirements for real-time estimation. Motivated by such a problem, this study proposes an improved method for causality inference based on transfer entropy and information granulation. The calculation of transfer entropy is improved with a new framework that integrates the information granulation as a critical preceding step; moreover, a window-length determination method is proposed based on delay estimation, so as to conduct appropriate data compression using information granulation. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by both a numerical example and an industrial case, with a two-tank simulation model. As shown by the results, the proposed method can reduce the computational complexity significantly while holding a strong capability for accurate casuality detection.     

基于ZigBee技术的信息交互系统设计与实现

基于生物电的人-机交互（HCI）技术作为特殊场景下常规人-机交互方法的一种补充,具有非常广阔的应用前景。为了解决基于生物电的HCI系统中多用户通信问题,文章设计并实现了一种基于ZigBee技术的信息交互系统。该系统主要由ZigBee无线通信模块、信息生成/处理模块、串口通信模块三部分组成,用以实现多用户间使用眼电信号（EOG）进行无线信息交互。在实验室环境下,眼电信号有效检出率98.2%,传输距离在无遮挡、无路由的情况下可达到70m。实验结果表明该系统具有识别率高、稳定性好、配置简单、使用方便等优点,具有较强的实际应用价值。     

Quantum State Transfer for Two Atoms with a Single Resonant Interaction

We present a scheme for transferring an unknown atomic entangled state with a single resonant interaction. This scheme only requires a single resonant interaction of two atoms with a cavity mode and does not use the cavity mode as the memory. Thus the scheme is very simple and the interaction time is very short, which is important, in view of decoherence. Quantum state can be directly transferred from two atoms to another two at, oms with a successful probability of 100 percent.     

基于串口转WiFi的物联网终端远程控制实现方法

随着物联网技术的高速发展,对同一无线局域网内的设备进行控制时,存在传输距离短、可移动性差等缺点。针对此问题,提出了一种物联网终端远程控制的实现方法,采用串口转WiFi模块,通过Socket模式下的透传机制,传统的串口设备能够无线接入到互网络中基于MQTT消息传输协议的服务器上,完成数据的接收和发送,从而使终端设备突破无线通信距离的限制,达到数据交互和远程控制的目的。实验结果表明该方法正确、可靠,可广泛应用于智能家居、工业控制等领域。     

Disentangling the Information in Species Interaction Networks

Shannon’s entropy measure is a popular means for quantifying ecological diversity. We explore how one can use information-theoretic measures (that are often called indices in ecology) on joint ensembles to study the diversity of species interaction networks. We leverage the little-known balance equation to decompose the network information into three components describing the species abundance, specificity, and redundancy. This balance reveals that there exists a fundamental trade-off between these components. The decomposition can be straightforwardly extended to analyse networks through time as well as space, leading to the corresponding notions for alpha, beta, and gamma diversity. Our work aims to provide an accessible introduction for ecologists. To this end, we illustrate the interpretation of the components on numerous real networks. The corresponding code is made available to the community in the specialised Julia package EcologicalNetworks.jl.     

利用双光子过程耦合腔系统实现量子信息转移

给出了利用两个二能级原子和耦合腔双光子过程相互作用系统实现量子信息转移的方案。该方案中二能级原子通过双光子跃迁与单模腔场发生共振相互作用。通过控制原子与光场的相互作用时间,实现量子信息从一个原子转移到另一个原子。