利用Λ型原子与双模腔场的相互作用进行量子信息处理

利用Λ型三能级原子与一个两模腔场在两光子共振和单光子大失谐条件下的相互作用模型，给出了制备两个和三个远距离的腔场的纠缠态和如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、纠缠态的转移的方案；同时找到了一种不用进行Bell基测量而实现纠缠交换的方法；构造了实现量子交换门的操作.最后对实验的可行性进行了分析. 关键词： 量子信息处理 Λ型原子 双模腔场 相互作用     

双模量子腔场中两Λ型三能级原子的纠缠演化特性

本文采用Λ型三能级原子模型，其两个低能态之间的耦极跃迁是被禁戒的，考虑两个此种原子与一双模量子腔场的喇曼耦合模型，在双光子共振和单光子大失谐条件下，绝热消去了系统哈密顿量中原子的激发态，而研究两低能态间的纠缠。     

Λ型三能级原子与一个双模腔场的纠缠动力学特性

本文研究了由一个Λ型三能级原子和一个双模腔场构成的系统,在仅考虑1个激发态的情况下,通过对原子、腔模1、腔模2被激发概率的计算,以及对原子冯诺依曼熵的计算,讨论了原子与腔模的耦合强度和失谐系数变化对系统的纠缠动力学特性的影响.研究结果表明:原子熵随时间演化呈周期性,耦合系数影响着原子纠缠度的变换频率,呈正相关,而影响原子纠缠度大小的则是失谐系数,呈负相关.     

利用双模腔场与V型三能级原子共振作用隐形传送腔场纠缠态

提出了一种利用双模腔场与V型三能级原子共振相互作用隐形传送腔场纠缠态的方案。该方案不需要进行Bell基测量,成功几率为1/16.     

利用双模腔场与V型三能级原子共振作用隐形传送腔场纠缠态

提出了一种利用双模腔场与V型三能级原子共振相互作用隐形传送腔场纠缠态的方案.该方案不需要进行Bell基测量,成功几率为1/16.     

利用双模腔场与V型三能级原子共振作用隐形传送未知原子态

给出了双模腔场与V型三能级原子共振相互作用下系统态矢的演化公式.利用V型三能级原子与双模腔场的相互作用,通过控制原子与光场的相互作用时间,并对待传送的原子态进行选择性探测,从而实现未知双原子纠缠态的隐形传送.该方案不需要进行Bell基测量,其成功几率为1/16.     

Kerr 介质中三能级原子与双模场非共振相互作用的量子统计性质

研究了Kerr介质中双模场与V型三能级原子的非共振相互作用. 对Cauchy-Schwartz不等式的研究表明,在两模场失谐量相等(δ₁=δ₂)条件下,当初始场强ξ一定而两模场的光子数差q减小时,场的非经典相关程度加强;q一定而ξ增大时,场的非经典相关程度减弱. 当Δδ=|δ₂-δ₁|≠0且q和ξ的取值一定时,随介质常量x的增大,光场两模间的非经典相关程度减弱,且Δδ的大小对这种非经典相关程度的减弱有重要影响. 对场的 关键词： Kerr介质 非共振相互作用 Cauchy-Schwartz不等式 场的二阶关联函数     

利用双模腔场与V型三能级原子共振作用隐形传送未知原子态

给出了双模腔场与V型三能级原子共振相互作用下系统态矢的演化公式.利用V型三能级原子与双模腔场的相互作用,通过控制原子与光场的相互作用时间,并对待传送的原子态进行选择性探测,从而实现未知双原子纠缠态的隐形传送.该方案不需要进行Bell基测量,其成功几率为1/16.     

V-型三能级原子与双模腔场共振相互作用时原子纠缠特性的研究

提出了一种利用V-型三能级原子与双模腔场的共振相互作用制备多原子及多腔场纠缠W态的新方案,并用共生纠缠度研究了该模型中的纠缠演化和热纠缠现象     

双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schrodinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联.     

Nonclasssical Properties in Two-Mode Fields Resonantly Interacting with a Three-Level -Type Atom

Some noclassical properties in electromagnetic field are investigated for the interaction of two-modes initially taken in coherent-state representation with the three-level -type atom, such as squeezing properties and violation of the Cauchy-Schwartz inequality. The enhancement of field squeezing is found by selective atomic measurement. The Cauchy-Schwartz inequality is violated by the application of the classical field followed by detection in excited state.     

克尔介质中双原子与场拉曼作用系统的腔场谱

研究了含克尔介质腔中两个耦合二能级原子与双模光场拉曼相互作用过程的腔场谱。通过求解本征方程导出了腔场谱的计算公式,给出了双模初始光场均处于数态时的数值计算结果。发现在两模初始场均为弱场时,克尔效应不仅使峰位右移,还使峰的强度、个数和频率发生改变,破坏峰结构的对称性。在克尔效应较强时,原子之间的耦合对腔场的影响被抑制,谱结构主要由克尔效应决定。在强场条件下,无克尔介质加入时,原子间的耦合作用使各峰的强度都得到加强;随克尔效应的增强,靠近中心频率的主峰迅速增长并很快达到饱和,而远离中心频率的边峰则被抑制并产生劈裂。     

Cavity Field Spectra of a Cascade Three-Level Atom Interacting with a Single-Mode Field with Kerr-Like Medium

The cavity field spectrum of a cascade three-level atom interacting with single-mode field with Kerr-like medium in the cavity is investigated. The numerical results for the initial field in pure number state, coherent state and squeezed vacuum state are calculated, respectively. It is found that the Kerr-like medium affects the spectral structure even though the initial field is in vacuum when the atom is in upper level. In the case of strong input field, the number state spectrum shows two peaks with different heights; and the superposition state spectrum shows a multipeak structure with an equal distance of two neighboring peaks. The spectral ＂central frequency＂ shifts away from the resonant frequency with the increasing of average photon number.     

形变相干光场与级联型三能级原子相互作用中场的反聚束效应

建立了q形变光场与级联型三能级原子相互作用的非线性理论, 求得相互作用绘景中薛定谔方程的形式解及在其态下的期望值, 利用数值计算揭示了q形变对场与三能级原子相互作用中场反聚束效应的影响. 研究发现q偏离1的程度越大, q形变对场反聚束效应的调控能力越强, 反映出q形变的非线性行为对量子相干性的干扰以及对量子特性的影响. 当q→1时, 恢复为普通线性理论.     

克尔介质中双模纠缠相干光与贝尔态原子相互作用系统的光子统计特性

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了克尔介质腔中处于贝尔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光子统计特性。讨论了双原子体系的初态、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及克尔介质与双模光场的耦合强度对光子统计特性的影响。结果表明:忽略克尔介质的作用时,只有当双原子体系的初态为0β1〉或1β1〉时,在一定的条件下才可出现光子的反聚束效应,而当双原子体系的初态为β00〉、1β0〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应。而当考虑克尔介质的作用时,四种初态下光场演化过程中均有可能出现光子的反聚束效应。光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数和克尔介质与双模光场的耦合强度,同时也受到双模纠缠光场的纠缠程度的影响。     

双模SU(1,1)相干态光场与V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统的量子性质

研究了双模SU(1,1)相干态光场与V型三能级原子玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)相互作用系统中光场的量子相关性质、振幅平方压缩效应和原子激光压缩效应。结果表明,双模SU(1,1)相干态光场各模的二阶相干度不随时间变化,光场各模光子是反聚束的,呈现非经典效应,光场两模相关性是非经典相关。光场具有周期性的振幅平方压缩效应,讨论了光场相关参数和原子相关参数对压缩深度、压缩频率的影响。双模原子激光不易压缩,压缩深度取决于光场初态。     

三能级原子与奇偶纠缠相干光作用的光场压缩

采用求解薛定谔方程和数值计算方法,研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用过程中的光场压缩效应,讨论了压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、系统失谐量、双模光场的平均光子数和原子基态概率幅的依赖关系。结果表明：光场压缩效应与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、平均光子数和原子初态相关联：双模纠缠相干光场处于非纠缠状态时的光场压缩量比光场处于纠缠状态时要大;原子处在单纯的基态或激发态时光场都有明显的压缩现象出现;而原子初态中基态和激发态的概率幅较接近时无光场压缩现象;无论光场是否处于纠缠态,只有两模平均光子数接近时,光场才会出现压缩效应。     

纠缠相干态光场驱动下∧-型三能级原子的辐射谱

采用时间演化算符方法,研究∧-型=三能级原子与纠缠相干态光场共振相互作用的辐射谱.给出了辐射谱一般公式,并讨论在纠缠相干态光场驱动下的辐射频谱结构.结果表明,无论下能级简并与否纠缠相干态光场平均光子数很小时均出现拉比分裂,且强度随双模光场纠缠程度的增加而增加.当两下能级简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构,若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称五峰结构.当两下能级非简并时,若两模场的平均光子数较小,辐射谱呈现对称多峰结构.若两模场的平均光子数较大,辐射谱呈现对称十峰结构.纠缠相干光与非纠缠相干光辐射谱的本质差别有两点:一是双模光场强量子关联导致纠缠度越强拉比峰强度越高;二是存在纠缠时由于两模场相干性导致辐射谱呈现对称多峰结构.     

Transferring of a Two-Mode Entangled State Between Two Cavities via Cavity QED

We propose a scheme for transferring of a two-mode entanglement of zero- or one-photon entangled states between two cavities via atom-cavity field resonant interaction. In our proposal, in order to transfer the entangled state, we only need two identical two-level atoms and a two-mode cavity for receiving the teleported state. This scheme does not require Bell-state measurement and performing any transformations to reconstruct the initial state. And the transfer can occur with 100% success probability in a simple manner. And a network for transferring of a two-mode entangled state between cavities is suggested. This scheme can also be extended to transfer N-mode entangled state of cavity.     

级联型三能级原子与单模光场耦合系统中的场量子特性

利用J-C模型,采用数值计算方法研究了相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场的压缩效应和反聚束效应。讨论了选择原子测量对相干态光场与级联型三能级原子相互作用过程中场压缩效应和反聚束效应的影响。