Photon statistical properties of the cavity field in the two-atom Jaynes-Cummings model

The model that two two-level atoms interact with a singel-mode cavity is studied. The exact solution of the time evolution operator for the two-atom Jaynes-Cummings model is presented by the bare-states approach. Furthermore, we investigate the dynamical     

S_2分子的从头算研究

采用了微机版的Gaussian 94程序以及CIS方法和CIS MP2方法对S2 分子的部分单重激发态和三重激发态进行了研究。计算表明 :CIS方法和CIS MP2方法对S2 分子的低单重激发态基本适用 ,可以给出较为满意的结果。但对S2 分子的三重激发态和高激发态 ,CIS方法还需进一步改进。     

S_2分子的从头算研究

采用了微机版的Ｇａｕｓｓｉａｎ９４程序以及ＣＩＳ方法和ＣＩＳ－ＭＰ２方法对Ｓ２分子的部分单重激发态和三重激发态进行了研究。计算表明：ＣＩＳ方法和ＣＩＳ－ＭＰ２方法对Ｓ２分子的２低单重激发态基本适用,可以给出较为满意的结果。但对Ｓ２分子的三重激发态和高激发态,ＣＩＳ方法还需进上步改进。     

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     

热光场下双原子Jaynes-Cummings模型的动力学特征

本文运用量子理论研究两个二能级原子（双原子）与一个单模辐射场相互作用的耦合系统,推出双原子Jaynes-Cummings模型时间演化算符的矩阵形式精确解以及该系统基本动力学公式。并给出热光场态下原子布居几率随时间的演化规律,发现双原子Jaynes-Cummings模型同单原子Jaynes-Cummings模型一样,在热光场的驱动下同样发生崩坍一复活现象。     

双原子Jaynes-Cummings模型中光子的量子统计特征

运用全量子理论研究两个二能级原子（双原子）与一个单模辐射场相互作用的耦合系统,给出了双原子JC模型时间演化算符的矩阵形式精确解以及该系统基本动力学公式,研究了双原子Jaynes-Cummings模型中光子的量子统计特征,发现了一些新颖现象。     

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     

腔外原子操作控制腔内原子的纠缠特性

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时分别注入处于真空态的两个腔中并发生共振相互作用的情况.采用数值计算方法,研究了对腔外原子的旋转操作和测量对腔内原子纠缠性质的影响.研究结果表明,通过对腔外原子的旋转操作和选择性测量可控制腔内原子的纠缠性质.     

Influence of selective atomic measurement on the entanglement properties of a two-atom outside cavity

Considering three two-level atoms initially in the W or Greenberger--Horne--Zeilinger (GHZ) state, one of the three atoms is put into an initially coherent light cavity and made to resonantly interact with the cavity. The two-atom entanglement evolution outside the cavity is investigated. The influences of state-selective measurement of the atom inside the cavity and strength of the light field on the two-atom entanglement evolution outside the cavity are discussed. The results obtained from the numerical method show that the two-atom entanglement outside the cavity is strengthened through state-selective measurement of the atom inside the cavity. In addition, the strength of the light field also influences the two-atom entanglement properties.     

与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子的周期量子回声

本文将Tavis-Cummings(T-C)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.运用全量子理论,研究了与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子量子态保真度演化.采用数值计算的方法,探讨了双原子初始纠缠因子θ、光场平均光子数n以及场模结构参量p对双原子量子态保真度演化的影响,解析分析了双原子周期量子回声的形成规律,揭示了其物理实质.结果表明, 在场模结构参量p=1的情况下,无论光强和双原子初始纠缠因子如何取值,双原子均产生周期2π的量子回声;在强相干场n=30条件下,改变p从1到小于800时,Bell态双原子产生2π/p周期量子回声.当p≥800时,无论光场是真空场、弱相干场或强相干场,双原子量子态保真度恒为1,即第一类Bell态原子持续处于保真态;而当双原子初始纠缠因子为3π/4时,无论n、p取何值,双原子量子态保真度保持为1,双原子持续处于第二类Bell态的保真态.其结论表明, 该推广模型具有很好的双原子周期量子回声性质,为纠缠双原子信息高保真输出及噪音环境下量子信息处理的实验实现提供了理论参量和物理载体.     

原子的选择测量对原子纠缠特性和场熵的影响*

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况。采用数值计算方法,通过对是否进行原子态选择性测量情况下,腔内原子间的纠缠性质和场熵的比较,讨论了对腔外原子的态选择性测量对腔内原子间的纠缠性质和场熵演化的影响。研究结果表明：对腔外原子的选择性测量,可增强腔内原子间的纠缠,但会减弱腔內原子与光场的关联。     

与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子的周期量子回声

本文将Tavis-Cummings (T-C)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.运用全量子理论,研究了与光场依赖强度耦合下运动纠缠双原子量子态保真度演化.采用数值计算的方法,探讨了双原子初始纠缠因子θ、光场平均光子数n以及场模结构参量p对双原子量子态保真度演化的影响,解析分析了双原子周期量子回声的形成规律,揭示了其物理实质.结果表明,在场模结构参量p=1的情况下,无论光强和双原子初始纠缠因子如何取值,双原子均产生周期2π的量子回声;在强相干场n=30条件下,改变P从1到小于800时,Bell态双原子产生2π/P周期量子回声.当p≥800时,无论光场是真空场、弱相干场或强相干场,双原子量子态保真度恒为1,即第一类Bell态原子持续处于保真态;而当双原子初始纠缠因子为3π/4时,无论n、p取何值,双原子量子态保真度保持为1,双原子持续处于第二类Bell态的保真态.其结论表明,该推广模型具有很好的双原子周期量子回声性质,为纠缠双原子信息高保真输出及噪音环境下量子信息处理的实验实现提供了理论参量和物理载体.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用Negativity熵研究了Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子处于|β00〉时,初始纠缠的两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.     

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     

远程控制原子的纠缠特性

考虑初始处于GHZ态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况.利用全量子理论和采用数值计算方法,研究了腔内原子的纠缠性质.通过对是否进行腔外原子态选择性测量和腔外原子旋转操作情况下,腔内原子间的纠缠性质的比较,讨论了对腔外原子的旋转操作和测量对腔内原子间纠缠性质的影响.研究结果表明：若没有对腔外原子进行旋转操作,腔内两原子是分离的|若对腔外原子进行旋转操作和选择性测量,腔内两原子是纠缠的.另一方面,腔内两原子间的纠缠性质随旋转角的变化具有对称性,其对称轴为θ=π/2,可通过控制旋转角度的大小来控制腔内原子间的纠缠度.     

Generation of Entangled Multi-atom Dicke States in Cavity Quantum Electrodynamics

We propose a scheme to generate two-atom maximally entangled state in cavity quantum electrodynamies （QED）. The scheme can 5e extended to generation of entangled multi-atom Dicke states if we control the interaction time of atoms with cavity modes. We use adiabatically state evolution under large atom-cavity detuning, so the scheme is insensitive to atomic spontaneous decay. The influence of cavity decay on fidelity and success probability is discussed.     

Single-atom entropy squeezing and quantum entanglement in Tavis--Cummings model with atomic motion

We examine the single-atom entropy squeezing and the atom-field entanglement in a system of two moving twolevel atoms interacting with a single-mode coherent field in a lossless resonant cavity.Our numerical calculations indicate that the squeezing period,the squeezing time and the maximal squeezing can be controlled by appropriately choosing the atomic motion and the field-mode structure.The atomic motion leads to a periodical time evolution of entanglement between the two-atom and the field.Moreover,there exists corresponding relation between the time evolution properties of the atomic entropy squeezing and that of the entanglement between the two atoms and the field.     

Entangled atomic state generation via adiabatic evolution of dark eigenstates in cavity QED

We propose a scheme for generating a two-atom entangled state and an N-atom W state using adiabatic evolution of dark eigenstates in cavity QED. The time required to complete the process does not need precise control. Since the cavity modes are never excited during the operations by engineering adiabatic evolution and controlling the atom–cavity couplings, the decoherence of the cavity decay can be suppressed.     

远距离三原子量子纠缠特性与其应用

三原子分别被束缚在用光纤环形连接单侧泄漏微光学腔场中,在微腔中输入激光驱动场和施加局域激光场,利用输入-输出技术及绝热近似理论,推导出一维Ising链模型的有效哈密顿量,该哈密顿量表明该系统会诱导出三原子中的任意两原子纠缠及三原子纠缠,用伴随数(concurrence)度量两原子纠缠,用内禀纠缠度量三原子纠缠,通过数值计算,给出两原子和三原子纠缠随时间演化曲线,通过适当调控激光驱动场和局域激光场,在远距离三原子中任意两原子实现未知量子态的隐形传送。     

Steady state quantum discord for circularly accelerated atoms

We study, in the framework of open quantum systems, the dynamics of quantum entanglement and quantum discord of two mutually independent circularly accelerated two-level atoms in interaction with a bath of fluctuating massless scalar fields in the Minkowski vacuum. We assume that the two atoms rotate synchronically with their separation perpendicular to the rotating plane. The time evolution of the quantum entanglement and quantum discord of the two-atom system is investigated. For a maximally entangled initial state, the entanglement measured by concurrence diminishes to zero within a finite time, while the quantum discord can either decrease monotonically to an asymptotic value or diminish to zero at first and then followed by a revival depending on whether the initial state is antisymmetric or symmetric. When both of the two atoms are initially excited, the generation of quantum entanglement shows a delayed feature, while quantum discord is created immediately. Remarkably, the quantum discord for such a circularly accelerated two-atom system takes a nonvanishing value in the steady state, and this is distinct from what happens in both the linear acceleration case and the case of static atoms immersed in a thermal bath.