腔场QED与量子点系统激子纠缠态的制备及消纠缠研究

利用量子点与单模腔场共振相互作用模型提出了激子Bell类和W类纠缠态的制备方案.借助于超算符方法和态的保真度考察了所制备的激子纠缠态的消相干特性,结果表明:激子Bell类和W态的纠缠特性非常脆弱,在极短的时间里演变为消纠缠态.基于腔场与两量子点共振相互作用模型设计了一个量子交换门.     

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.     

纠缠相干态的量子隐形传态

提出利用双模纠缠相干态作为量子信道，实现纠缠相干态量子隐形传态的方案. 分别在非正交的相干态表象和另一个由相干态构成的正交态表象对双模纠缠相干态的隐形传态进行具体分析. 发现在相干态表象，虽然只要线性光学元件就可以完成隐形传态，但成功的概率小于1/2，而在正交态表象，只要能分辨4个由相干态构成的Bell态，成功的概率就是1. 关键词： 隐形传态 纠缠相干态 纠缠相干态量子信道     

一个传送原子纠缠态的新方案

本文提出一个通过原子和腔场相互作用传送未知原子纠缠态的新方案,并且成功概率为100%.在这个方案里,我们主要利用两个原子用来接受被传送的原子纠缠态以及一个双模腔作为量子通道.由于腔场的两个模具有不同的频率和正交极化,因此这两个模能够被区分,并且处于腔场的不同区域.原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用,当原子和其中一个模相互作用时,另外一个模不受影响.该方案既不需要贝尔态测量,也不需要任何操作重构纠缠初态.这个方案也可以推广到传送N个原子的纠缠态.     

基于两原子同时和腔场共振作用制备两原子纠缠态的腔QED方案(英文)

我们提出了一个将两个远离的原子制备成纠缠态的腔QED方案,该方案基于两个原子同时和一个腔场发生共振作用.在这个方案里,我们利用一个事先制备好的纠缠态将另外两个分离的原子制备成纠缠态.该方案仅包含两个原子和腔场的共振相互作用,不需要用腔场存储量子信息,并且原子和腔场作用时间极短.因此,我们的方案基于目前的腔QED技术是可以实现的.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

增光子二模纠缠相干态的纠缠特性及其通过腔量子电动力学的制备

分析了增光子二模纠缠相干态的纠缠特性,得到共生纠缠度的解析表示式.结果表明:增光子二模纠缠相干态的共生纠缠度与叠加态的相位有非常灵敏的关系.提出了一种制备增光子相干态和增光子二模纠缠相干态的方法,其制备过程为首先把增光子相干态转化为相干态与真空态一种特殊的叠加态(叠加系数与相干态振幅有关),再通过位于高Q腔内的原子与经典激光场的相互作用,从而实现增光子相干态的制备.通过一个飞行原子先后与两个光腔中光场相互作用可以实现增光子二模纠缠相干态的制备.     

相干光场作用下量子纠缠态的动力学研究

量子纠缠态的制备、操纵在量子信息研究中起着重要的作用。用相干光操纵量子纠缠态的是研究量子信息的重要手段，因而研究相干光作用下量子纠缠态的演化过程是一个重要的问题。自发辐射对纠缠态的纠缠度的影响近期已有文献报道，但这依然是着重于库对纠缠态的作用。这里，我们从全量子理论出发，研究了相干光场与纠缠体系的相互作用，以深入理解量子纠缠体系的动力学过程与机理。     

基于腔QED制备W纠缠态

利用一个三能级原子与四个腔场之间相互作用研究双光子四粒子体系W态的制备,通过合适选择原子与腔场之间的相互作用时间可以获得该态的最大保真度以及成功几率     

相干耦合腔场中量子纠缠信息交换传递机理研究

提出了相干多模腔场-相干耦合原子相互作用系统的物理模型.利用全量子理论,研究了该系统中多光子相互作用过程的演化性质,结果表明：在多模腔场与相干耦合多原子相互作用过程中,多光子纠缠态与多原子纠缠态可以周期性的相互转换,在此过程中,同时可以实现纠缠信息的交换传递.通过对原子保真度的数值计算,给出了纠缠信息交换传递的图示说明.并进一步揭示出纠缠信息交换传递的一般特征.目前所报道的研究结果仅是本文所得普遍性结果在各种不同情况下的特例.     

Low-field magnetic response of multi-junction superconducting quantum interference devices

The magnetic states of multi-junction superconducting quantum interference device containing 2N identical conventional Josephson junctions are studied by means of a perturbation analysis of the non-linear first-order ordinary differential equations governing the dynamics of the Josephson junctions in these devices. In the zero-voltage state, persistent currents are calculated in terms of the externally applied magnetic flux Φ_ex . The resulting d.c. susceptibility curves show that paramagnetic and diamagnetic states are present, depending on the value of Φ_ex . The stability of these states is qualitatively studied by means of the effective potential notion for the system.     

Persistent currents in superconducting quantum interference devices

Starting from the reduced dynamical model of a two-junction quantum interference device, it shown that a quantum analog of the system can be exhibited. This quantum model extends the well-known properties of the device when its characteristic dimensions are of the order of mesoscopic length scales. By finding eigenvalues of the corresponding Hamiltonian operator, the persistent currents flowing in the ring have been obtained. The resulting quantum analog of the overdamped two-junction quantum interference device can be seen as a supercurrent qubit operating in the limit of negligible capacitance and finite inductance.     

高温超导量子干涉器中的约瑟夫森结

超导量子干涉器（SQUID）是以约瑟夫森结为核心元件的极其灵敏的磁通-电压转换器.在最近20年间,超导电子学界利用多种铜氧化物高温超导材料,制造出了高温超导约瑟夫森结乃至高温超导量子干涉器（高Tc SQUID）;特别是,利用YBa2Cu3O7-δ（YBCO）制出了多种高温超导约瑟夫森结,并进而制成了具有一定实用性的高Tc SQUID.文章主要是对高Tc SQUID中所使用的高温超导约瑟夫森结进行评述.     

用两粒子纠缠对进行{\bf\large{N}}粒子纠缠态的隐形传送

本文提出了一个方案:将三粒子纠缠态从一个发送者传给两个接收者之一,并将其推广到N粒子纠缠态的传送。这里，我们仅用两粒子纠缠对作通道就实现了N粒子纠缠态的传送。此方案相比以往的方案节省了大量纠缠资源，且成功传送的几率达到了1。     

Generation of a four-particle entangled state via cross-Kerr nonlinearity

We propose a scheme for generating a genuine four-particle polarisation entangled state ︱χ00 that has many interesting entanglement properties and potential applications in quantum information processing. In our scheme, we use the weak cross-Kerr nonlinear interaction between field-modes and the non-demolition measurement method based on highly efficient homodyne detection, which is feasible under the current experiment conditions.     

Generation of remote multi-photon entangled state from Einstein-Podolsky-Rosen photon pairs

We describe a protocol for generation of remote multi-photon entanglement using Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) photon pairs via entanglement swapping. According to the requests of users, Quantum Switch (QS) can prepare three-photon W entangled states or Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states based on independent, spatially separated EPR pairs among three distant users. Only Bell states measurement (BSM) is needed utilizing a CPHASE gate and PAs. This protocol can also generate remote N-photon GHZ entangled states.     

量子力学纠缠态表象

扼要介绍了笔者近期提出的纠缠态表象的性质与应用。     

Preparing arbitrary mode superconducting LC entangled coherent state via a superconducting charge qubit

We design a pure solid-device comprised by LC circuits, which are coupled to superconducting charge qubit to entangle superconducting LC coherent modes. The operation time of the state of the system does not increase with the increase of the number of LC modes. Based on the measurement of charge states, an arbitrary mode of the state can be easily generated. A brief discussion about the experimental feasibility of the scheme is also shown.     

用一个纠缠态实现多粒子纠缠态的量子隐形传送

提出分别在二维和高维系统中利用一个纠缠态作量子通道实现M粒子纠缠态的量子隐形传送方案. 该方案有多个接收者,通过控制引进辅助粒子数,可以任意调节传送后的纠缠态在各接收者之间的粒子数分布, 且成功传送的概率为1. 关键词： 量子隐形传态 纠缠态 量子通道