二能级原子与相干态腔场相互作用过程中的纠缠交换

用量子信息学的观点，分析了发生在一个多个原子和腔场组成的系统中最大纠缠态在原子和多模类奇-偶相干态光场之间相互转移的物理过程，该系统中原子和腔场之间由依赖于强 度耦合的Jaynes-Cummings模型描述.结果发现：通过控制原子与腔场相互作用的时间，并 对原子的状态进行测量，原子的最大纠缠态可以转换为类奇-偶相干态光场的最大纠缠态，反之，纠缠的多模类奇-偶相干态光场也可以转换为原子的最大纠缠态. 关键词： 量子信息 腔量子电动力学 连续变量纠缠态 纠缠交换和传递     

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。     

双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的光场压缩效应

运用求解Schrdinger方程和数值计算方法,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光场压缩特性,分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、双模纠缠相干光场的初始平均光子数对光场压缩性质的影响,以及两纠缠原子的相互作用强度对光场压缩性质的影响.结果表明:若初始时刻原子处在Bell态|β11〉,则不出现光场的压缩效应,而处在另外三种Bell态时,在一定的条件下均可呈现光场的压缩效应.光场压缩效应不仅与初始光场的平均光子数以及原子的初态有关而且与双模纠缠相干光场的纠缠程度有关,但与两纠缠原子的相互作用强度的大小没有明显的关系.     

与原子依赖强度耦合双模压缩真空态的量子纠缠

在考虑原子与双模光场依赖强度耦合双光子共振相互作用的条件下,应用量子相对熵研究了双模压缩真空场模间纠缠度的演化.结果表明,在原子与光场相互作用之后,模间纠缠度作周期性的变化.在强场条件下,模间纠缠度总是在初始时刻达到最大值,其变化幅度基本保持不变.在初始场很弱的条件下,纠缠度演化的特点与原子初始状态有关,当原子处于激发态和基态的等概率叠加态时,纠缠度变化的幅度最大.控制原子与光场的作用时间及原子的初态,可以调整双模光场间的纠缠.     

多模腔场与耦合原子之间量子纠缠信息的传递规律

提出了多个“耦合双原子-腔-多模光场”相互作用系统的集合模型,发现了该物理系统中量子纠缠信息的传递规律.即：处于基态的原子以特定速度通过处于纠缠态的腔场时,原子能够将光场的纠缠信息据为已有;反之,纠缠原子以特定速度通过真空场时,原子能把纠缠信息释放于腔中,这样便实现了腔-原子之间纠缠信息的交换传递.利用原子能够捡起、释放量子纠缠信息的特点,进一步实现腔-腔之间异地量子纠缠信息的传递.在不同条件下,量子纠缠信息还可以保持.     

Stark位移对热环境下双Jaynes-Cummings模型中原子纠缠的影响

研究双光子跃迁的双Jaynes-Cummings模型中, 两原子初始处于最大纠缠态、光场初始处于单模热态时的原子纠缠动力学, 考虑双光子过程中的Stark位移、热光场的平均光子数对原子纠缠的影响. 结果表明: 不考虑Stark位移时, 两原子在系统演化过程中周期性地出现退纠缠现象, 而考虑Stark位移时, 两原子长时间地纠缠. 特别是当Stark位移参数取值较大且热光场的平均光子数值比较小时, 两原子能保持 稳定地纠缠. 这些结果表明, 可以利用Stark位移对热环境下双Jaynes-Cummings模型中的原子纠缠进行调控.     

两纠缠原子与相干态光场相互作用过程中光场的量子特性

采用时间演化算符和数值计算方法,研究了两全同二能级纠缠原子与相干态光场相互作用过程中光场的量子特性,结果表明:两原子初始纠缠度和相干态光场强度对系统光场的二阶相干性质和压缩效应有很大的影响.     

双模纠缠相干光与Bell态原子系统的光子统计

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光子统计性质.分析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双模光场的光子统计性质的影响.结果表明：双原子体系的初态为｜β00〉、｜β10〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应;而当原子初态为｜β01〉或｜β11〉时,在一定的条件下可出现光子的反聚束效应.并且在光场的演化过程中,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,而受到双模纠缠光场的纠缠程度以及双原子间偶极作用强度的影响很微弱.     

Kerr介质中双模纠缠相干光与Bell态原子相互作用系统的原子偶极压缩

运用全量子理论并结合数值计算方法，研究了Kerr介质腔中处于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偶极压缩特性.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Kerr介质与双模光场的耦合强度对原子偶极压缩特性的影响.结果表明：双原子体系的初态为|β₁₁>时，不会出现偶极压缩效应；初态为|β₀₀>，|β₀₁>或|β₁₀>时在一定条件下可能出现原子压缩效应，且此时原子压缩的特性与Kerr介质与双模光场的耦合强度、初始光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度有关. 关键词： 量子光学 Bell态 双模纠缠相干光场 Kerr介质     

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。     

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.     

Control of entanglement between two atoms by the Stark shift

Considering a quantum model consisting of two effective two-level atoms and a single-mode cavity,this paper investigates the entanglement dynamics between the two atoms,and studies the effect of the Stark shift on the entanglement.The results show that,on the one hand the atom-atom entanglement evolves periodically with time and the periods are affected by the Stark shift;on the other hand,the two atoms are not disentangled at any time when the Stark shift is considered,and for large values of the Stark shift parameter,the two atoms can remain in a stationary entangled state.In addition,for the initially partially entangled atomic state,the atom-atom entanglement can be greatly enhanced due to the presence of Stark shift.These properties show that the Stark shift can be used to control entanglement between two atoms.     

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     

纠缠态原子与压缩真空场Raman 相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法研究了两个全同的纠缠二能级原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度.结果表明,系统、原子和场的保真度随初始光场的压缩参数的增加而急剧减小,且与两原子体系的纠缠度和原子间偶极-偶极相互作用强度相关联.     

Entanglement properties in a system of a pairwise entangled state

Based on the quantum information theory, this paper has investigated the entanglement properties of a system which is composed of the two entangled two-level atoms interacting with the two-mode entangled coherent fields. The influences of the strength of light field and the two parameters of entanglement between the two-mode fields on the field entropy and on the negative eigenvalues of partial transposition of density matrix are discussed by using numerical calculations. The result shows that the entanglement properties in a system of a pairwise entangled states can be controlled by appropriately choosing the two parameters of entanglement between the two-mode entangled coherent fields and the strength of two light fields respectively.     

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.