两任意量子比特Rabi模型的纠缠演化特性

利用相干态正交化(ECS)法,讨论了两量子比特Rabi模型中的纠缠动力学问题,选取量子比特初态为交换对称的贝尔态,选取光场初态为真空态,分析了不同跃迁频率和不同光场-量子比特耦合强度下量子比特的纠缠演化特性。研究结果表明,在弱耦合情况下,当两个全同的量子比特的跃迁频率与光场频率的差值相同时,纠缠演化几乎相同;当非全同的量子比特跃迁频率相对光场频率对称失谐时,纠缠度比全同时大,失谐量越大,纠缠越强,且纠缠的变化周期与失谐量成反比。在共振情况下,当耦合强度不相等时,两量子比特纠缠演化存在主极大与次极大交替出现的现象;保持其中一个量子比特与光场的耦合强度不变,另一量子比特的耦合强度越强,次极大的峰值越大,但主峰峰值始终能达到最大纠缠;整个过程中纠缠演化表现出周期性。     

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明:当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显;原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低;与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

非旋波近似下Λ型三能级原子与相干态光场的量子纠缠

在非旋波近似下,利用相干态正交化展开方法,对相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的量子场熵进行了精确求解.利用量子熵理论讨论了耦合强度、平均光子数以及初始时刻原子处于不同的能级对量子纠缠的影响.数值计算的结果表明：当初始时刻原子处于激发态时,量子纠缠在较短的时间内就能演化到最大值,随着平均光子数的增大,纠缠演化的周期性逐渐明显|原子初始时刻处于三个能级的叠加态会使初始阶段量子纠缠显著降低|与旋波近似下的结果不同的是,随着耦合强度以及平均光子数的增加,非旋波项的贡献显著增强,使得量子纠缠演化曲线出现小锯齿状的振荡.     

三量子比特Dicke模型中的两体和三体纠缠动力学

本文利用绝热近似方法和精确对角化方法研究三量子比特Dicke模型中的纠缠动力学.处于两种典型的纠缠态GHZ态和W态上的量子比特在时间演化过程中与辐射光场发生强耦合作用,在各种子系统间产生纠缠,通过分析这些纠缠的演化特性发现初始GHZ态的三体纠缠鲁棒性比W态强,这与旋波近似结论一致.与旋波近似下结果不同的是,两种态中任意...     

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...     

非旋波近似下Tavis-Cummings模型的定态能谱和纠缠演化

利用相干态正交化展开法研究非旋波近似下Tavis-Cummings模型的定态能谱,以及模型中原子初态和耦合强度对系统纠缠度的影响.结果表明:系统的基态是非简并的,对应于两原子处于交换对称态.当两原子的初态处于交换反对称状态时,两原子间的纠缠能一直处于最大纠缠;在非旋波项的作用下,两原子初态处于非纠缠态时也能够产生周期性的纠缠.腔场与原子间的耦合强度对系统的演化有着重要作用.     

精确求解级联型三能级原子与单模相干态光场场熵的演化特性

本文利用全量子理论,在非旋波近似下对单模相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场熵随时间的演化进行了精确求解.数值计算的结果表明：随着初始时刻平均光子数n以及光场与原子的耦合强度u, v的增大,场熵的平均值先增大后减小,因此纠缠度也同样先增大后减小;随着失谐量Δ的增大,场熵的平均值逐渐减小,因此纠缠度也逐渐减小. 关键词： 相干态正交化展开 非旋波近似 场熵     

非旋波近似下两纠缠原子的纠缠特性

采用了相干态正交化法研究了耦合强度以及偶极相互作用对Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的影响.与旋波近似比较发现,在弱耦合强度下,非旋波近似下两原子间的纠缠与旋波近似下的结果符合得很好,在强耦合区,原子之间的纠缠出现了突然死亡现象.研究同时发现耦合强度越大,原子间处于可分离态的时间越长,表明了原子间处于退纠缠的时间的长短是依赖于原子-光场的耦合强度的.而考虑了偶极相互作用时,随着偶极-偶极相互作用的加强,原子间的纠缠也将被加强.     

非旋波近似下两纠缠原子的纠缠特性

采用了相干态正交化法研究了耦合强度以及偶极相互作用对Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的影响.与旋波近似比较发现,在弱耦合强度下,非旋波近似下两原子间的纠缠与旋波近似下的结果符合得很好,在强耦合区,原子之间的纠缠出现了突然死亡现象.研究同时发现耦合强度越大,原子间处于可分离态的时间越长,表明了原子间处于退纠缠的时间的长短是依赖于原子-光场的耦合强度的.而考虑了偶极相互作用时,随着偶极-偶极相互作用的加强,原子间的纠缠也将被加强.     

在超强耦合条件下对量子比特纠缠保持的研究

研究了与处于相干态的量子谐振腔相耦合的,具有相互作用的两个量子比特的动力学问题。量子比特与量子谐振腔之间处于超强耦合并且它们之间的失谐量很大。利用绝热近似的方法,可以通过选择量子谐振腔相干态的平均粒子数、量子谐振腔与量子比特的耦合强度、量子谐振腔以及量子比特各自的频率和量子比特之间的相互作用强度这4个参数,来保持量子比特的纠缠。如果量子比特之间的相互作用强度为负数,可以使它们之间的纠缠保持很长时间。这些结果不同于之前的研究,并做出了对应的解释。保持纠缠使得上述结果可能会应用到量子信息处理中。     

Decoherence of interacting qubits in contact with a common environment

Decoherence of interacting two qubits placed under the influence of a common environment is studied by means of the quantum master equation, where the two qubits interact with each other via the XY-coupling and the two-qubit system has the dephasing coupling with the environment. It is shown that when the asymmetry of the interaction between the two-qubit system and environment is not small, the qubit-qubit interaction significantly affects the dephasing of the two-qubit system. To examine such an interaction effect, the decay of two-qubit entanglement is calculated. It is found that the qubit-qubit interaction makes not only the decay of entanglement small but also the period of the oscillatory behaviour short.     

Entropy evolution properties in a system of two entangled atoms interacting with light field

In this paper, we use the field entropy as a measurement of the degree of entanglement between the light field and the atoms of the system which is composed of two dipole—dipole interacting two-level atoms initially in an entangled state interacting with the single mode coherent field in a Kerr medium. The influence of the coupling constant of dipole—dipole interaction between atoms and the coupling strength of the Kerr medium with the light field and the intensity of the light field on the field entropy are discussed by numerical calculations. It is shown that when the coupling strength of the Kerr medium with the light field is large enough, and the light field is strong, the degree of entanglement between the atoms with the light field becomes weaker. The degree of entanglement only changes slightly with the change of the coupling constant of dipole—dipole interaction between atoms.     

Entanglement for Two Dissipative Qubits

Entanglement dynamics of two qubits from environmental perturbations with different initial conditions is investigated. The results show that the qubit-qubit interaction leads to a periodic disentanglement and entanglement. It is surprised that the sudden death of entanglement (ESD) does not happen for non-interacting qubits, but for both the cases of a pure dephasing environment and a normal environment, ESD emerges. The results may provide a useful clue to implement an entanglement quantum information.     

弱相干场耦合腔系统中的纠缠特性

研究由三个全同的二能级原子与耦合腔构成的系统, 考虑腔场处于弱相干态的情况. 采用Negativity熵度量两子系统间的纠缠, 利用数值计算方法研究了两个原子之间和两个腔场之间的纠缠性质. 讨论了腔场间的耦合系数和腔场的强度对纠缠特性的影响. 研究结果表明: 随光场强度增大, 原子间纠缠和腔场间纠缠均增强. 另一方面, 随耦合腔的耦合系数增大, 两原子间的纠缠减弱, 腔A和腔B间的纠缠增强; 而腔B和腔C间的纠缠, 以及腔A和腔C间纠缠与腔场间的耦合系数间存在非线性关系.     

耦合双Tavis-Cummings模型中的纠缠演化和转移特性

研究了由光纤模连接的两个Tavis-Cummings模型中纠缠演化和纠缠转移的特性。结果表明,初始两原子间的纠缠可转移为另两原子间的纠缠,在纠缠转移过程中,光纤模起到中间传递的作用。纠缠的转移与初始两原子间的纠缠、原子与腔场的耦合强度以及光纤模与腔场的耦合强度、原子与腔场的失谐量和腔场耗散有关。初始纠缠决定了另两原子间纠缠产生的大小;在原子与腔场的耦合强度一定的条件下,随着光纤模与腔场耦合强度的增强,纠缠转移的时间缩短,且产生的纠缠值增加;腔场耗散对纠缠演化的衰减影响是显著的,而失谐量的增加可以有效地抑制这一现象。在整个纠缠转移过程中,系统中其他任两子体系间的纠缠起到了桥梁的作用,实现了两量子纠缠态的远程传递和制备。     

Tunable coupling in circuit quantum electrodynamics using a superconducting charge qubit with a V-shaped energy level diagram

We introduce a new type of superconducting charge qubit that has a V-shaped energy spectrum and uses quantum interference to provide independently tunable qubit energy and coherent coupling to a superconducting cavity. Dynamic access to the strong coupling regime is demonstrated by tuning the coupling strength from less than 200 kHz to greater than 40 MHz. This tunable coupling can be used to protect the qubit from cavity-induced relaxation and avoid unwanted qubit-qubit interactions in a multiqubit system.     

Concurrence evolution of two qubits coupled with one-mode cavity separately

The concurrence evolution of two qubits coupled with one-mode cavity separately is investigated exactly without adopting the rotating-wave approximation. The results show that for the resonant case, the concurrence evolution behaviour of the system is similar to that of the Markovian case when the coupling strength is weak, while the concurrence vanishes in a finite time and might revive fractional initial entanglement before it permanently vanishes when the coupling strength is strong. And for the detuning case, the entanglement could periodically recover after complete disentanglement. These results are quite different from those of system subjected to Jaynes--Cummings model.     

Atom-photon entanglement in the system with competing k-photon and l-photon transitions

We have investigated the evolution of the atomic quantum entropy and the entanglement of atom-photon in the system with competing k-photon and l-photon transitions by means of fully quantum theory, and examined the effects of competing photon numbers （k and l）, the relative coupling strength between the atom and the two-mode field （A/g）, and the initial photon number of the field on the atomic quantum entropy and the entanglement of atom-photon. The results show that the multiphoton competing transitions or the large relative coupling strength can lead to the strong entanglement between atoms and photons. The maximal atom-photon entanglement can be prepared via the appropriate selection of system parameters and interaction time.     

不同方向外磁场下海森堡自旋链的热纠缠

研究了两量子比特的海森堡XXX自旋链分别处于x方向和y方向均匀外磁场时系统的纠缠特性,并用负度N来度量。得到纠缠度N的解析表达式,并在此基础上进行数值计算。仔细讨论了磁场B、温度T和自旋耦合系数J对纠缠度N的影响。结果表明：纠缠度N会随着磁场|B|和温度T的增大而减小,但会随着自旋耦合系数J的增大而增大。另外,增大的J还会使临界磁场|Bc|和临界温度Tth变大。所以,我们可以通过调节B、T和J来控制热纠缠,这对固态系统中通过构建和选择参数调整系统的纠缠度具有一定的作用和意义。研究还发现,加在x方向均匀外磁场和加在y方向均匀外磁场对两量子比特的海森堡XXX自旋链的作用效果是一样的。