基于纠缠见证的路径纠缠微波检测方法

提出了一种基于纠缠见证的路径纠缠微波信号检测方法.路径纠缠微波是微波频段上的连续变量纠缠,介绍了利用微波压缩态和微波分束器制备路径纠缠微波的方法.根据部分转置正定判据以及2?2纠缠态密度矩阵的部分转置具有负本征值的性质,分别对常见的两种2?2纠缠进行了纠缠见证算符的构造,用于对两路信号是否为纠缠态进行判定.将连续变量纠缠的路径纠缠微波分解为大量2?2纠缠子系统叠加的纠缠态,证明其能够利用所构造的2?2纠缠见证算符来检测路径纠缠微波.同时分析了微波分束器的作用,并利用微波分束器设计了一种用于检测路径纠缠微波信号的实验方案,并在理论上分析了纠缠检测所得到的结果.结果表明,该方法能够有效检测路径纠缠微波信号,降低了检测的复杂度和计算量.本文的研究为纠缠微波的检测提供了思路.     

利用纠缠密度研究光子禁带系统的纠缠演化特性

研究了一个二能级原子在光子禁带模型中的原子与热库间及热库模式间的纠缠动力学行为.利用全局纠缠的方法,引出与热库模式相关的纠缠密度.研究发现,当禁带是完美带隙时,会出现稳态原子布居数俘获现象,从而抑制原子的自发辐射效应,防止了信息传输过程中信息的流失.原子与热库模式之间的纠缠密度以及热库模式与模式之间的纠缠密度会随着原子与热库之间耦合强度的增加而增大.当取长时极限时,原子与热库模式之间的纠缠减为零.热库模式与模式之间在强耦合情况下,由于拉比分裂的作用,在两个对称模式间会形成较强的纠缠;在弱耦合情况下,只能在中心频率处形成纠缠.     

相位阻尼通道下初始纠缠对纠缠演化的影响

研究了在非惯性系中相位阻尼通道下初始纠缠对纠缠演化的影响.结果发现:与振幅阻尼通道情况不同,当态参数不同而初始纠缠相同时,纠缠演化曲线重合.当Unruh单粒子态包含左右成分时,比只包含右成分时量子消相干现象更加严重,较早地出现了纠缠死亡现象,并且纠缠死亡时刻与初始纠缠无关.     

3粒子体系的纠缠演化

量子纠缠是量子信息处理的重要资源,量子纠缠的产生、分发和演化的研究对量子信息处理任务具有重要的意义.所有量子纠缠的演化指的是量子纠缠度的动力学过程. 在研究量子纠缠演化已有的工作中,大多基于定性的讨论或者近似的(短时)结果.为能更清楚的了解量子纠缠演化对于量子信息处理任务的影响,我们研究了3粒子体系的纠缠在量子噪声信道中的演化过程.我们发现(1)在特定的噪声信道中,可分态能够产生纠缠,并给出了纠缠演化的解析形式.(2)对GHZ态,其纠缠不随时间改变等等.这些发现对于我们研究量子纠缠在量子噪声信道中的演化提供必要的条件.     

运动原子与双光子相互作用模型中的纠缠与热纠缠

利用共生纠缠度,研究了运动原子与单模腔场发生双光子相互作用模型的纠缠与热纠缠现象.结果表明:初始光子数和腔模半波数对纠缠度和热纠缠度的演化周期有一定影响,而原子与腔场的耦合系数不会改变纠缠度的演化周期,但耦合系数减小时,系统处于最大纠缠态的时间减少;在临界温度之下,环境温度增加会使系统纠缠度变小.     

纠缠相干态的纠缠浓缩

利用线性光学元器件对光场量子态进行操纵,可以实现远程的量子纠缠调控和量子通讯.通过分析光学分束器对相干态光场的作用,发现当初始光场态是两个两部分纠缠态的直乘时,让其中的两模通过光学分束器作用后再对其进行光子计数,另外两模将会塌缩到新的纠缠态.基于这个特点,提出了一个实现部分纠缠相干态纠缠浓缩的方案.在这个方案中,两个部分纠缠相干态被用来作为量子信道,通过光学分束器作用后对光场进行光子数探测时,如果测量到光场的两模分别处于奇光子数态和零光子数态,则光场另外的两模将塌缩到最大纠缠态,从而完成纠缠浓缩的过程.计算结果表明,对于纠缠相干态,无论其初始的纠缠是多么微弱,利用这种方法总有一定的几率可以从中提纯出最大纠缠态.     

双纠缠原子在耗散腔场中的纠缠动力学

研究了能量损耗腔中,两纠缠二能级原子与单模辐射场相互作用过程中原子的纠缠动力学.结果表明:双纠缠原子的纠缠度演化特性决定于初始两原子间的纠缠度、纠缠形式、腔场的平均光数、腔场的衰变系数.当原子初始处于一特定纠缠态时,其纠缠度可以放大,并且不受腔场损耗的影响. 关键词： 二能级原子 纠缠度 密度算符 单模辐射场     

耦合系数对Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的影响

研究了两个全同二能级原子与单模场相互作用的Tavis-Cummings模型中的量子纠缠.在两原子初始时处于基态,光场处于单光子状态下,得出体系状态演化为近似W纠缠态.结果表明:两原子耦合量越大,三体纠缠态中两两纠缠量和三体纠缠量越小,其中两原子间纠缠量和三体纠缠量减小的程度更大,并且三体纠缠态中两两纠缠量和三体纠缠量的振荡周期也相应减小.     

两纠缠原子与光场相互作用系统原子的纠缠特性

研究了两纠缠原子与单模相干态光场相互作用系统中原子纠缠度的时间演化特性,运用全量子理论和数值计算的方法,应用Concurrence纠缠度量标准,讨论了原子初始时刻的纠缠状态和光场强度对两原子纠缠度的影响.结果表明:双原子系统初始纠缠度越大,两原子间的纠缠在演化过程中的峰值也越大;随着光场强度的增加,两原子纠缠度的振荡曲线逐渐表现出崩塌一回复现象,周期性也越来越明显.     

量子相变与量子纠缠

作为量子体系一种内在的非局域性关联,量子纠缠已经成为一个可利用的重要资源并广泛应用于许多领域.强关联体系中的量子相变,作为凝聚态理论中的一个重要现象,也一直是人们研究的热点.本文介绍了量子纠缠的定义,纠缠的判据,以及纠缠的度量.接着,通过一个具体模型对如何利用量子纠缠描述量子相变进行讨论和分析.研究发现,在强关联体系量子相变中量子纠缠扮演着非常重要的角色.     

双光子Jaynes-Cummings模型中的纠缠演化和热纠缠态现象

文中利用共生纠缠度研究了双光子Jaynes-Cummings模型中原子与腔纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态.结果表明,腔场中原子与腔展现出周期性的纠缠演化过程,演化周期随原子与腔耦合强度的增大而减小;在有限温度下,系统的共生纠缠度随温度的升高而降低,当趋近临界温度时,系统纠缠现象消失,这一临界温度值与原子-腔耦合强度成正比.对于典型的实验数据,临界温度大约在～10-5 K数量级.     

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.     

Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性

研究了两个纠缠的两能级原子与单模粒子数场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明：两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性，初始两原子的状态、原子之间的偶极相互作用和粒子数场对腔中两个原子的纠缠有着显著的影响.发现适当选择原子的初态，两原子会永远处于最大纠缠态. 关键词： 量子纠缠 偶极-偶极相互作用 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子     

Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的演化特性

研究两个全同二能级原子与单模场相互作用的Tavis-Cummings模型中的量子纠缠.在场和两原子初始分别为真空场和纠缠或非纠缠状态下，得出体系状态将演化为三体近似W纠缠态.通过对纠缠量的计算得出：该三体近似W纠缠态纠缠量的演化特性将随三体所处的初始状态、原子间及原子与场间的耦合系数、失谐程度、原子反转粒子数的变化而变化.值得一提的是可得出原子间耦合作用强度对纠缠量的非线性效应，并且纠缠量展现出与原子反转粒子数一致的周期振荡现象. 关键词： W纠缠态 纠缠量 反转粒子数     

两纠缠原子与光场相互作用系统原子的纠缠特性

研究了两纠缠原子与单模相干态光场相互作用系统中原子纠缠度的时间演化特性,运用全量子理论和数值计算的方法,应用Concurrence纠缠度量标准,讨论了原子初始时刻的纠缠状态和光场强度对两原子纠缠度的影响.结果表明：双原子系统初始纠缠度越大,两原子间的纠缠在演化过程中的峰值也越大;随着光场强度的增加,两原子纠缠度的振荡曲线逐渐表现出崩塌-回复现象,周期性也越来越明显.     

小世界网络中的量子纠缠渗流

本文研究了小世界复杂网络中的长程量子纠缠态的制备。提出了量子纠缠渗流优化网络量子通信的方案。通过在经典纠缠渗流协议(CEP)中引入局域化的"target-swap"量子操作,形成量子纠缠渗流协议(QEP)。研究表明QEP在长程纠缠制备的效能方面明显优于CEP,通过度分布变化的分析解释了QEP具有优势的原因。     

纠缠相干态的纠缠浓缩

利用线性光学元器件对光场量子态进行操纵,可以实现远程的量子纠缠调控和量子通讯.通过分析光学分束器对相干态光场的作用,发现当初始光场态是两个两部分纠缠态的直乘时,让其中的两模通过光学分束器作用后再对其进行光子计数,另外两模将会塌缩到新的纠缠态.基于这个特点,提出了一个实现部分纠缠相干态纠缠浓缩的方案.在这个方案中,两个部...     

噪声环境中两粒子纠缠态的纠缠消相干

借助于共生纠缠度和输入输出保真度考察了初始处于纠缠态的两粒子在联合噪声环境中的消纠缠特性.结果表明:两粒子纠缠态可分为相干保持态和脆弱纠缠态.对于脆弱纠缠态分析了它们在低温条件欧姆型耗散下的纠缠消相干演化动力学. 关键词： 热库 相干保持态 脆弱纠缠态 输入输出保真度     

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.     

推广的Jaynes-Cummings模型中原子纠缠的时间演化和热纠缠态

利用共生纠缠度研究了一个推广Jaynes Cummings模型中两原子纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态. 结果表明，腔场中两原子展现出周期性的纠缠演化过程，演化周期随原子偶极 偶极相互作用强度的增大而减小；在有限温度下，系统的共生纠缠度随温度的升高而降低，当趋近临界温度时，系统纠缠现象消失，这一临界温度值与原子偶极-偶极相互作用强度成正比. 对于典型的实验数据，临界温度约在10-5K数量级. 此外，在这种Jaynes Cummings模型中存在量子相位转变. 关键词： Jaynes Cummings模型 原子纠缠态 热纠缠态 共生纠缠度 偶极 偶极相互作用