运动原子多光子J-C模型中的熵交换与纠缠

考虑一个运动的二能级原子与单模热光场经由多光子过程相互作用, 利用量子约化熵理论研究原子与场之间的熵交换、用Concurrence量度原子与场之间的纠缠, 讨论原子初态、原子运动、热场平均光子数以及跃迁光子数对熵交换和纠缠的影响. 结果表明: 考虑原子运动时, 原子和光场熵变呈现周期性, 且发生熵交换现象; 与热光场的相互作用导致运动原子与场纠缠, 多光子过程有利于纠缠加强. 在原子和光场熵变均为零处, 纠缠也为零.     

k光子Jaynes-Cummings模型与运动原子相互作用中的熵交换及纠缠

文章研究了k光子Jaynes-Cummings模型与运动原子相互作用中的熵相互关系及纠缠特性.发现原子与光场之间具有熵交换特性.讨论了原子运动、光子数k和场模结构等因素对原子与光场熵相互关系的影响.此外,讨论了原子与场系统熵交换与纠缠之间的关系.关键词：熵交换纠缠Jaynes-Cummings模型原子运动     

J-C模型和原子-腔光力学系统中的纠缠交换

基于Jaynes-Cummings模型和原子-腔光力学系统,研究了该系统中原子与机械模之间的纠缠交换机制,讨论了两个原子的相干角和腔场与机械模之间的耦合系数对原子与机械模之间纠缠的影响。一个原子与机械模之间的最大纠缠随着该原子相干角的增大而减小,另一个原子与机械模之间的纠缠存在突然产生和突然死亡现象,并且最大纠缠随该原子相干角的增大而增大。根据这一结果可以制备原子与机械模之间的最大纠缠态,这为纠缠调控提供了一种新的方式。     

耗散系统中原子和场的熵交换与纠缠

研究耗散腔中,二能级原子与单模辐射场在相互作用过程中熵关联的情况。结果表明：原子与场之间存在熵交换现象,更重要的是证明了它们之间的熵交换需要满足一定的条件。同时也计算了原子与场之间的纠缠,发现两子系统间熵交换与纠缠的关系。     

耗散系统中原子和场的熵交换与纠缠

研究耗散腔中, 二能级原子与单模辐射场在相互作用过程中熵关联的情况. 结果表明：原子与场之间存在熵交换现象, 更重要的是证明了它们之间的熵交换需要满足一定的条件. 同时也计算了原子与场之间的纠缠, 发现两子系统间熵交换与纠缠的关系.     

强度相关耦合双Jaynes-Cummings模型中的纠缠和量子失谐

研究强度相关耦合双Jaynes-Cummings模型中, 两运动原子初始处于最大纠缠态、光场初始处于单模热态时, 强度相关耦合、热光场平均光子数以及原子运动对两原子的纠缠和量子失谐的影响. 结果表明: 考虑强度相关耦合时, 纠缠和量子失谐均出现周期性地消失和回复现象, 并且, 回复以后的纠缠和量子失谐能达到初始值. 腔场温度的升高会加速纠缠和量子失谐的消失. 此外, 原子运动的场模结构参数对该模型中的纠缠和量子失谐影响很大, 其值选择合适时, 两个原子能够自始至终地保持纠缠或量子失谐状态.关键词：强度相关耦合双Jaynes-Cummings模型纠缠量子失谐     

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.     

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。     

依赖强度耦合双模Jaynes-Cummings 模型的纠缠和场熵演化

应用von Neumann熵研究了依赖强度耦合双模Jaynes-Cummings模型中原子与光场的纠缠度。给出了两模初始场均处于相干态和双模压缩真空态两种情况下熵演化的数值结果。讨论了初始场强度对原子―场纠缠度的影响。发现在强场条件下，原子与光场基本稳定在最大纠缠态但伴随着周期性的脉冲式解纠缠。     

两纠缠原子与光场相互作用系统场熵演化特性

研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.随着光场平均光子数的增加,系统场熵均值和振荡频率增大;光场较弱时,场熵呈现一定的周期性振荡;光场增强后,场熵呈现出周期性的崩塌与回复,且随初始两原子纠缠度的增加,场熵的振幅增大.     

原子与双模相干强场依赖强度耦合多光子过程中纠缠量度与制备

给出了依赖强度耦合双模多光子过程Jaynes-Cummings模型的有效哈密顿量.在强场条件下,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了上述模型中原子与场之间的纠缠以及双模相干场的模间纠缠演化.研究表明,这两类纠缠演化均与原子跃迁时吸收(或发射)的光子数k密切相关.同时,还揭示了双光子过程(k=1)和多光子过程(k≥2)中不同的纠缠特性.讨论了纠缠态的制备,制备了与时间无关的原子-场的Einstein-Podolsky-Rosen态和双模相干场的模间纠缠态.     

双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程的纠缠演化

分别应用量子约化熵和量子相对熵研究了双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程中原子与光场之间及光场的双模之间纠缠演化.结果表明,通过选择系统初态参数、控制原子与光场的作用时间,可以调控原子与光场间的纠缠和光场的模间纠缠.可增加或减弱双模相干光场间纠缠,但无法使双模相干光场完全退纠缠.强场条件下,可周期性获得光场与原子的EPR态和可分离态.     

双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程的纠缠演化

分别应用量子约化熵和量子相对熵研究了双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程中原子与光场之间及光场的模之间纠缠演化.结果表明,通过选择系统初态参数、控制原子与光场的作用时间,可以调控原子与光场间的纠缠和光场的模间纠缠.可增加或减弱双模相干光场间纠缠,但无法使双模相干光场完全退纠缠.强场条件下,可周期性获得光场与原子的EPR态和可分离态.     

三个耦合腔系统中的纠缠特性

本文研究将三个二能级原子分别囚禁在耦合腔A, B和C中, 腔中原子与腔场发生共振相互作用的情况. 采用Negativity熵度量两子系统间的纠缠, 通过数值计算给出了两个原子之间和两个腔场之间的纠缠演化. 讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响. 研究结果表明: 原子间的纠缠与腔场间的耦合系数间存在非线性关系. 另一方面, 相邻腔场腔A和腔B间, 以及腔B和腔C间的纠缠随腔场间的耦合系数增大而减弱, 但非相邻腔场腔A和腔C间的纠缠却随腔场间的耦合系数增大而增强.     

原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

本文研究将两个二能级原子分别注入耦合腔A和B中,并且原子与腔场发生共振相互作用的情况.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、腔内原子与腔场之间和两个腔场之间的纠缠性质.讨论了腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响.研究结果表明:随腔场间耦合的增强,两原子间的纠缠增强,而原子与腔场间和两腔场间的纠缠减弱.关键词：量子光学二能级原子耦合腔量子纠缠     

耦合腔系统中的三体纠缠演化

研究由耦合腔和四个全同的二能级原子构成的系统中三体纠缠态纠缠量的演化. 四个原子分别囚禁在单模耦合腔A和B中, 并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用. 采用纠缠张量方法, 通过数值计算研究了每个腔中三体纠缠的演化. 讨论了原子与腔场间的耦合强度对三体纠缠演化的影响. 研究结果表明: 原子与腔场间的两体纠缠强于原子间的两体纠缠, 每个腔中的三体纠缠是两体纠缠相干叠加的结果.     

Kerr介质中V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用量子约化熵研究了Kerr介质中V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性.分析了Kerr介质、失谐量和光场的初始平均光子数对场熵的影响.结果表明:Kerr介质与光场的耦合系数对场熵的振荡特性有调制作用,增大失谐量,场熵的最大值减小,振荡频率增大,由初始时刻的零值增大到最大值所需的时间也增大;光场的平均光子数太大或太小都不利于原子与光场之间的纠缠.     

Entanglement in a system of two two-level atoms interacting with a single-mode field

We investigate the entanglement in a system of two coupling atoms interacting with a single-mode field by means of quantum information entropy theory. The quantum entanglement between the two atoms and the coherent field is discussed by using the quantum reduced entropy, and the entanglement between the two coupling atoms is also investigated by using the quantum relative entropy. In addition, the influences of the atomic dipole--dipole interaction intensity and the average photon number of the coherent field on the degree of the entanglement is examined. The results show that the evolution of the degree of entanglement between the two atoms and the field is just opposite to that of the degree of entanglement between the two atoms. And the properties of the quantum entanglement in the system rely on the atomic dipole--dipole interaction and the average photon number of the coherent field.     

运动双原子与光场依赖强度耦合系统中的纠缠操纵与量子态制备

将Tavis-Cummings模型推广到同时考虑原子运动及与光场依赖强度耦合的情况.运用原子约化熵和Concurrence操纵了该系统在真空场、弱相干场和强相干场条件下,双原子-场之间以及双原子之间纠缠演化特性.以此为依据,选择双原子与场相互作用时间、选取双原子纠缠因子、调节场模结构参数,控制系统纯态概率幅和选择测量,制备了双原子-场W类态、双原子Bell态、Bell态原子保真态、光场的单光子态、双光子态及稳定的数态.实现了双原子Bell态突然产生及有限时间内的保持、Bell态原子周期量子回声的形成及其信息(态)持续保真.结果表明,该系统具有强大的量子信息功能,为量子信息处理的实验实现提供了物理载体和理论参数.