多光子过程中相位退相干时两原子布局数反转

利用全量子理论的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的布居数反转。讨论了相位退相干系数、二项式光场系数、最大光子数、跃迁光子数对原子布居数反转的影响。结果表明：相位退相干减少了原子布居数反转的振幅、破坏了原子的量子特性。改变跃迁光子数,可以改变原子间布居数反转演化周期及演化强度。当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失。相位退相干因子不变时, 二项式光场从相干态过渡到数态过程中,原子布居的振荡频率由大变小,周期性的崩塌与回复现象逐渐消失。     

相位退相干下二项式光场与原子相互作用的纠缠特性

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了二项式光场的最大光子数M、二项式光场系数η、相位退相干系数γ、跃迁光子数m对原子间纠缠度的影响。结果表明:在γ的作用下,随着M的增加,两原子间纠缠较容易达到稳定的状态,且纠缠度的稳定值变大;选取适当的参量后,随着η的增加,两原子间的纠缠更容易趋于稳定状态,纠缠度稳定值将变小;η越小,纠缠演化的周期越明显。随着γ的增大,纠缠演化不具有周期性易趋于退纠缠。随着m的增大,振荡周期缩短,纠缠强度减弱。     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明，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、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响；并发现两原子初始处于某最大纠缠态时，两原子会永远处于该最大纠缠态，因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器.     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,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、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器. 关键词： 量子纠缠 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子 相干态     

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。     

耗散腔中双原子与光场的纠缠演化特性

采用全量子理论方法,研究了处于耗散腔中的双原子与单模相干光场相互作用系统,分析了双原子与光场之间以及两原子之间的纠缠演化特性,讨论了腔场的衰减以及原子与光场间的失谐量对双原子与光场之间以及两原子之间纠缠演化特性的影响.结果表明,当腔场存在损耗时,原子与光场之间可出现纠缠,但在长时极限下,纠缠逐渐消灭|而失谐量对原子与光场间的纠缠存在着显著影响|初始处于最大纠缠的两原子之间的纠缠,由于光场的衰变而逐渐减弱,但原子-光场之间的失谐可抑制这一衰减.     

耗散腔中双原子与光场的纠缠演化特性

采用全量子理论方法,研究了处于耗散腔中的双原子与单模相干光场相互作用系统,分析了双原子与光场之间以及两原子之间的纠缠演化特性,讨论了腔场的衰减以及原子与光场间的失谐量对双原子与光场之间以及两原子之间纠缠演化特性的影响.结果表明,当腔场存在损耗时,原子与光场之间可出现纠缠,但在长时极限下,纠缠逐渐消灭;而失谐量对原子与光...     

扩散过程中弱相干光场的退相干

研究了扩散过程中弱相干光场量子特性的演化.利用正规乘积、反正规乘积和Weyl编序算符内的积分技术,采用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程,利用Kraus算符给出扩散过程中密度算符解的表达式,导出初态为弱相干态的量子态密度算符演化规律.讨论了扩散对光场压缩效应和反聚束效应的影响.结果表明:随着扩散过程的进行,弱相干场压缩深度和压缩范围均在减小;扩散初期光场呈反聚束效应,扩散时间大于一定值后反聚束效应消失.     

频率变化的相干态光场中两原子纠缠演化

研究了频率变化的相干态光场中两个二能级原子的纠缠演化,主要讨论了光场频率随时间作正弦调制和脉冲调制两种典型情况下两原子纠缠随时间演化的特点.数值计算结果表明,当光场频率随时间作正弦调制时,光场频率,光场平均光子数均对原子纠缠演化有影响,且在少光子数的情况下,在光场频率变化的半周期内纠缠值出现小幅快速振荡;而当光场频率随时间作脉冲调制时,由于脉冲频率的突变,也在脉冲出现的区间内诱导出了原子纠缠值的小幅快速振荡现象.分析表明光场频率的改变可以改变原子相十性,进而改变了原子间纠缠效应,这对量子信息技术中纠缠制备与控制有积极意义.     

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     

A geometric phase for superconducting qubits under the decoherence effect

We propose a relaxation rate or dissipative cavity-based parameters that can be used as indicators of the stationary limit of a mixed state geometric phase. We perform our considerations for the system of a superconducting qubit in an open transmission line or interacting with a dissipative cavity. This system is very useful for performing an effective quantum computation by exhibiting the long collapse time of the geometric phase. It is shown that the geometric phase in the stationary limit does not depend on interaction time if the decay time exceeds an upper bound.     

原子分子光子系统的耗散相互作用和退相干

原子分子系统与量子化的电磁场或光子模式耦合的系统是非相对论量子力学理论研究和实验研究的主要对象和模型. 现实系统必然与外界环境耦合,且即便原子隔绝较好、光学腔壁品质因子足够高,原子系统也不等价于少数几个能级构成的简单模型：它仍然有不为零的几率跃迁到不可控的能级空间、与原子相互作用的自由空间真空场的量子效应也必须考虑. 本文将结合开放量子系统理论的基本要素与原子光子的基本模型,对原子分子系统在电磁场中发生的耗散以及量子退相干过程做简单综述,并重点介绍描述量子系统退相干过程的主流理论工具——主方程.     

Controlling quantum discord dynamics in cavity QED systems by applying a classical driving field with phase decoherence

We investigate a two-level atom interacting with a quantized cavity field and a classical driving field in the presence of phase decoherence and find that a stationary quantum discord can arise in the interaction of the atom and cavity field as the time turns to infinity. We also find that the stationary quantum discord can be increased by applying a classical driving field. Furthermore, we explore the quantum discord dynamics of two identical non-interacting two-level atoms independently interacting with a quantized cavity field and a classical driving field in the presence of phase decoherence. Results show that the quantum discord between two atoms is more robust than entanglement under phase decoherence and the classical driving field can help to improve the amount of quantum discord of the two atoms.     

Controlling quantum discord dynamics in cavity QED systems by applying a classical driving field with phase decoherence

We investigate a two-level atom interacting with a quantized cavity field and a classical driving field in the presence of phase decoherence and find that a stationary quantum discord can arise in the interaction of the atom and cavity field as the time turns to infinity.We also find that the stationary quantum discord can be increased by applying a classical driving field.Furthermore,we explore the quantum discord dynamics of two identical non-interacting two-level atoms independently interacting with a quantized cavity field and a classical driving field in the presence of phase decoherence.Results show that the quantum discord between two atoms is more robust than entanglement under phase decoherence and the classical driving field can help to improve the amount of quantum discord of the two atoms.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化特性.讨论了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度对原子布居时间演化的影响.结果表明:双原子体系的初态为|β11〉时,原子布居数不随时间变化;初态为|β00〉、|β01〉和|β10〉时,当初始平均光子数增大到一定数值时演化特性呈现出周期性的崩塌和回复效应,随初始光子数的增加时间演化曲线的振荡频率增大振幅减小,且初态为|β00〉或|β10〉时原子布居的回复周期是初态为时|β01〉的两倍;双模纠缠相干光场的纠缠程度以及原子间偶极相互作用的强弱对Rabi振荡频率没有影响但对振幅有着显著的影响.     

存在相位退相干时原子与光场相互作用的纠缠演化和保持

应用全量子理论研究了存在相位退相干时单模相干光场与一个二能级原子相互作用系统纠缠的时间演化规律;分别讨论了原子—光场耦合常数、光场的平均光子数以及失谐量的大小对场与原子纠缠的影响.结果表明:随着原子—光场耦合常数的增大和光场平均光子数的增加,系统纠缠的振荡频率都会明显增大.不存在相位退相干时,纠缠的时间演化明显受到失谐量的影响,若选取适当的失谐量,系统的纠缠可长时间保持在最大纠缠态.若考虑相位退相干的影响,则在共振情况下系统纠缠的时间演化是一个逐渐衰减的过程,且最终衰减到零;但若存在适当的失谐量,则在初始一段时间内系统的纠缠也是一个波动幅度逐渐衰减的过程,但随着时间的演化,失谐量抵消了相位退相干的影响,使系统的纠缠不再衰减到零.如果增大失谐量,纠缠在初始一段时间内波动的幅度会相应的减小,并且纠缠趋于稳定的时间也随着失谐量的增大而缩短;当失谐量适当时,系统可保持在纠缠相对较大的状态而无消纠缠态.