注入原子相干性对双模MAZER的影响

首先简单介绍超冷原子注入的微脉塞(MAZER)的基本理论和研究进展,然后具体介绍我们目前关于超冷V型三能级原子注入的双模微脉塞(双模MAZER)的研究工作.我们研究了原子相干性对这种双模MAZER系统中原子的发射几率和原子通过腔的透射几率的影响.结果表明,原子的发射几率随腔长变化的曲线中存在共振峰和非共振平台;当两个模的耦合强度之比一定时,不同注入原子相干性对应的发射几率共振峰呈现出相当大的区别.在原子透射几率随原子动量的变化曲线中也存在共振峰和非共振平台.腔长对原子的速度具有选择性,当腔长给定时,通过适当选择原子的相干参量,可调节原子通过腔的透射几率,从而可对原子的速度进行选择.     

基于混合编码的测量设备无关量子密钥分发的简单协议

测量设备无关量子密钥分发协议移除了所有测量设备的漏洞,极大地提高了量子密钥分发系统的实际安全性,然而,该协议的安全密钥率相比于其他量子密钥分发协议来说仍然是较低的.目前,利用高维编码来提升量子密钥分发协议的性能已经在理论和实验上都得到证明,最近有人提出了基于高维编码的测量设备无关量子密钥分发协议,但是由于所提出的协议对实验设备性能有更高的要求,所以在实际应用上仍然存在许多困难.本文提出一种基于偏振和相位两种自由度的混合编码测量设备无关量子密钥分发协议,并且利用四强度诱骗态方法分析该协议在实际条件下的安全性,最后数值仿真结果表明,该协议在实际条件下40 km和50 km处的最优安全码率相比于原MDI-QKD协议分别提升了52.83%和50.55%.而且,相比于其他基于高维编码的测量设备无关量子密钥分发协议来说,本文提出的协议只要求本地用户拥有相位编码装置和偏振编码装置,探测端也只需要四台单光子探测器,这些装置都可以利用现有的实验条件实现,说明该协议的实用价值也很高.     

一种基于波分复用的实时光纤信道偏振补偿系统

在光纤中传输的光信号,其偏振态(SOP)会受到外界环境的影响而发生随机变化,因此在偏振复用光纤通信系统、偏振编码光纤量子密钥分发(QKD)等系统中,需要插入光纤信道偏振补偿模块对光纤中随机双折射效应引起的偏振态变化进行实时补偿,以保证相应通信系统能够正常工作。根据波分复用光纤信道偏振补偿的理论模型,实现了偏振态相互共轭的两路参考光的制备,采用集成化的偏振探测器对实时变化的偏振态进行检测。在此基础上,提出了一种可以实时补偿光纤信道偏振变化的实验系统,该系统可以应用于偏振复用的光纤通信系统中,也可应用于光纤QKD系统中。实验数据表明,所设计的实验系统可以保障QKD在5 km传输距离下连续稳定运行8 h以上,量子比特误码率为1.96%。     

拉普拉斯-龙格-楞次守恒量在天体运动中的应用

拉普拉斯-龙格-楞次(Laplace-Runge-Lenz)矢量虽然在大学物理教材上没有提及,但在物理竞赛中经常会涉及,本文简单介绍Laplace-Runge-Lenz守恒量,并通过一道竞赛物理题讲解其应用.     

两个原子与双模腔场的多光子相互作用：场和原子的动力学性质

研究一对偶极相互作用原子与双模量子腔场的多光子相互作用，分析场和原子的动力学性质，给出腔模平均光子数和原子反转度时间演化的解析表达式，考察腔模初态、初场强度以及原子间偶极－偶极相互作用的影响。     

利用微脉塞重构腔场的Wigner函数

提出了重构腔场Wigner函数的一种新方案.该方案可以用微脉塞来实现.发现在腔场的Wigner函数与原子的布居数之间存在一个简单的关系.在实验上测得原子的布居数后，进行一个简单的数值积分，就可得到腔场的Wigner函数.以单光子Fock态和Schr?dinger猫态为例进行了数值模拟，发现与用精确公式计算的结果很好地相符. 关键词： 量子态重构 Wigner函数 微脉塞     

Analytic solutions for degenerate Raman-coupled model

The Raman-coupled interaction between an atom and a single mode of a cavity field is studied. For the cases in which a light field is initially in a coherent state and in a thermal state separately, we have derived the analytic expressions for the time evolutions of atomic population difference W, modulus B of the Bloch vector, and entropy E. We find that the time evolutions of these quantities are periodic with a period of π. The maxima of W and B appear at the scaled interaction time points τ- = kπ（k = 0, 1, 2,...）. At these time points, E = 0, which shows that the atom and the field are not entangled. Between these time points, E ≠ 0, which means that the atom and the field are entangled. When the field is initially in a coherent state, near the maxima, the envelope of W is a Gaussian function with a variance of 1/（4n^-）（n^- is the mean number of photons）. Under the envelope, W oscillates at a frequency of n^-/π. When the field is initially in a thermal state, near the maxima, W is a Lorentz function with a width of 1/n^-.     

基于腔辅助相互作用的远距离信息传递

提出了一种基于腔辅助相互作用的远距离信息传递的方案.在该方案中,通过让一束相干光和一个囚禁在腔里面的原子进行相互作用,可以使相干光产生一个可控的相位偏移.用这种腔辅助相互作用完成了原子态和光场态之间信息的相互转移.最后我们演示了远距离信息传递方案,该方案在当前实验条件下是可行的,并且在理想条件下,成功的概率几乎为1.     

利用交叉克尔非线性效应实现纠缠转移

提出了一种基于交叉克尔非线性效应的纠缠态转移方案.利用该方案可以将离散变量光场态之间的纠缠关系转移到连续变量光场态(相干态)上.通过适当设置初始相干态的振幅，该方案可以使转移后的纠缠相干态处于最大纠缠态.     

基于五离子最大纠缠态的优化隐形传态和超密集编码

我们提出了一个制备五离子最大纠缠态的方案,并利用该纠缠态实现任意两量子比特的隐形传送和超密集编码。超密集编码的信息容量满足Holevo bound,这意味着通过发送三个量子比特可以传送五个经典比特的信息。