两二能级原子在共同环境下的量子关联动力学

通过精确求解带有偶极-偶极相互作用的两个二能级原子与一个共同热库相互作用模型, 得到了两原子间量子纠缠和量子失谐(quantum discord)的解析表达式. 综合考虑了环境的非马尔可夫效应、原子间的偶极-偶极相互作用以及原子的本征频率同腔模中心频率之间的失谐量对两原子间量子纠缠和quantum discord的影响. 研究显示: 在非马尔可夫机制下, 且原子的本征频率与腔模中心频率是共振时, 当两原子初态处于纠缠态时, 原子间偶极-偶极相互作用可以显著抑制包括量子纠缠和quantum discord等量子关联的衰减, 更特别的是, 如果原子的本征频率同腔模中心频率有一定的失谐时, 利用原子间偶极-偶极相互作用可大大地延长两原子退纠缠的时间; 当两原子初态处于可分离态时, 从短时间来看, 原子间偶极-偶极相互作用可以提高量子纠缠和quantum discord振荡的振幅,而在长时间极限下, 原子间偶极-偶极相互作用不会改变量子纠缠和quantum discord达到的稳定值. 最后, 讨论了原子间偶极-偶极相互作用对量子纠缠和quantum discord动力学不同的影响. 关键词： 量子纠缠 量子失谐 共同环境 偶极-偶极相互作用     

双模腔场中纠缠转移时纠缠与能量关系的研究

在初态为Bell态的两个二能级原子与双模腔场的耦合系统中,我们研究了其子系统纠缠转移时两原子的能量与其纠缠演化之间的关系。结果表明：两者的关系是密不可分的。而且,我们还讨论了原子间的偶极-偶极相互作用和腔场中的光子数对这种关系的影响。     

Kerr介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

Kerr介质中相干态光场与耦合Λ型三能级原子作用原子信息熵的性质

利用全量子理论研究了相干态光场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中原子信息熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量和原子间偶极相互作用强度及克尔系数对原子信息熵演化特性的影响.数值计算结果表明:原子信息熵的性质主要决定于原子初态和场的平均光子数的大小.失谐量、原子间的耦合常数和克尔系数对原子信息熵的演化规律也有明显的影响.     

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.     

Kerr介质中耦合V型三能级原子与相干态光场作用场的量子性质

研究了Kerr介质中相干态光场与耦合V型三能级原子相互作用过程中场的量子性质.利用量子光学中光场与原子相互作用的耦合Tavis-Cummings模型,对系统的动力学过程进行了求解.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用强度及Kerr系数对光场量子性质随时间演化的影响.数值计算结果表明:初态中场的平均光子数比较小...     

光子禁带中原子间距对三原子间纠缠演化特性的影响

研究了光子禁带模型中三个二能级原子与热库发生相互作用的系统纠缠动力学演化。采用赝模理论和三体负本征值方法描述了系统间的纠缠,通过数值计算分析了热库谱密度函数、原子与赝模间的失谐量以及原子间的偶极-偶极相互作用强度对三原子间纠缠演化的影响。结果表明,在完美带隙模型中,原子间的纠缠随时间的演化会出现俘获现象;原子与赝模间的失谐量使原子间纠缠呈现出非单调性的变化;通过增加原子间距可以提升三原子间的纠缠。     

非旋波近似下两纠缠原子的纠缠特性

采用了相干态正交化法研究了耦合强度以及偶极相互作用对Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的影响.与旋波近似比较发现,在弱耦合强度下,非旋波近似下两原子间的纠缠与旋波近似下的结果符合得很好,在强耦合区,原子之间的纠缠出现了突然死亡现象.研究同时发现耦合强度越大,原子间处于可分离态的时间越长,表明了原子间处于退纠缠的时间的长短是依赖于原子-光场的耦合强度的.而考虑了偶极相互作用时,随着偶极-偶极相互作用的加强,原子间的纠缠也将被加强.     

非旋波近似下两纠缠原子的纠缠特性

采用了相干态正交化法研究了耦合强度以及偶极相互作用对Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的影响.与旋波近似比较发现,在弱耦合强度下,非旋波近似下两原子间的纠缠与旋波近似下的结果符合得很好,在强耦合区,原子之间的纠缠出现了突然死亡现象.研究同时发现耦合强度越大,原子间处于可分离态的时间越长,表明了原子间处于退纠缠的时间的长短是依赖于原子-光场的耦合强度的.而考虑了偶极相互作用时,随着偶极-偶极相互作用的加强,原子间的纠缠也将被加强.     

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     

失谐对腔量子电动力学系统中纠缠特性的影响

采用Negativity度量两子系统间的纠缠,研究了两个全同二能级原子与腔相互作用系统中的量子纠缠。考虑原子与腔场失谐相互作用,并且原子间存在偶极相互作用的情况。利用数值计算方法,讨论了失谐量和偶极相互作用强度变化对量子纠缠的影响。研究结果表明:随失谐量增大和偶极相互作用强度增大,两原子间纠缠增强。另一方面,随失谐量逐渐增大,两原子间纠缠呈现出从不规则振荡向准周期性振荡转变。随偶极相互作用强度增大,原子间纠缠振荡频率加快。     

共同环境中三原子间纠缠演化特性研究

研究了三个二能级原子与共同热库发生相互作用的系统纠缠动力学演化. 采用三体负本征值来描述系统间纠缠, 通过数值计算分析了初始状态和原子间偶极-偶极相互作用对系统间纠缠演化的影响. 结果表明, 初始状态的原子相位可以控制量子干涉现象; 长时间演化下原子的激发态布居出现俘获现象; 通过调节偶极-偶极相互作用强度, 可以提升三原子间纠缠.     

双光子Tavis-Cummings模型中的量子纠缠

我们对两个全同二能级原子通过双光子跃迁与单模辐射场发生相互作用的Tavis-Cummings(T-C)模型中的量子纠缠特性进行了研究.通过数值计算与分析,结果表明:双光子T-C模型的量子纠缠比单光子T-C模型的量子纠缠要保持得好一些;另外分析了双光子T-C模型中原子间偶极-偶极相互作用强度系数、原子与场的耦合系数、光子数对两原子间纠缠特性与场熵的影响.     

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.     

级联环境下双原子的纠缠动力学

文献Phys.Rev.A 90,042108(2014)提出了一种级联环境模型,即单量子系统与光学腔作用,而腔又级联着一个有结构的零温玻色热库。本文在此基础上,研究两个二能级原子在该级联环境下的纠缠动力学,考察原子与腔场的耦合强度、原子间的偶极-偶极相互作用、热库的谱宽度、腔场与库间的失谐对原子间纠缠以及两原子与腔组成的三体纠缠动力学的影响。结果表明,在一定条件下两原子间的二体纠缠和原子-腔的三体纠缠在长时极限下都趋于稳定值,且随着偶极-偶极相互作用增加而增大,而无论腔场与热库耦合强弱,失谐量的增加都可以抑制纠缠的衰减。     

基于Tavis-Cummings模型实现非定域三原子系统量子特性的远程控制

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了三个二能级原子系统的量子特性。初始三原子处于W纠缠态,让其中的两原子A、B与相干态光腔场发生共振作用,经腔QED演化以后,对原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极相互作用,来控制腔外原子C的布居差演化;对相干态光场进行光子探测,通过改变探测到的光子数、相干光场参量和原子间偶极相互作用,来控制腔外原子C的偶极压缩,最终实现了远程操纵腔外原子非经典特性的目的。     

开放系统中量子比特与环境纠缠特性的研究

研究了由两个二能级原子与一个零温热库所组成的系统的纠缠动力学过程.考虑原子间的偶偶相互作用及原子与热库之间的失谐,对于初始原子间有纠缠与无纠缠两种情况,研究了不同的参数条件对系统纠缠的影响.计算了两原子间、原子与热库之间的对纠缠以及整个系统的三体纠缠,结果表明在两原子初始处于最大纠缠态时,所有的对纠缠最终都趋于零.增大原子间的偶偶相互作用强度,原子与热库之间的纠缠会被减弱,而原子间的纠缠以及系统三体间的纠缠被增强.增大原子与热库之间的失谐量,两原子之间的纠缠会增大,原子与热库以及三体间的纠缠会减弱.     

Ⅴ型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质

本文采用求解Schroedinger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系统的光子统计性质，结果表明：此性质与双模奇偶纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、原子的初态以及双模光的平均光子数相关联．     

粒子数光场中原子纠缠的演化特性

两个初始时纠缠的原子(原子1、2)之一(原子2)和另一分离原子(原子3)在单模腔中与粒子数场发生相互作用,研究了这一系统中原子纠缠的演化特性.利用部分转置矩阵负本征值的方法,得出了纠缠度与初始时原子的状态、粒子数光场中光子数目、原子与腔场偶极相互作用的耦合常数、原子间偶极-偶极相互作用强度等的大小有很强的关系.     

原子与弱相干腔场相互作用系统中的量子特性

考虑腔场处于弱相干态的情况,研究了两个全同的二能级原子与耦合腔相互作用系统中原子的偶极压缩和原子间的纠缠特性。研究结果表明,随耦合腔耦合系数增大,原子的偶极压缩减弱。另一方面,随耦合腔耦合系数增大,原子间的纠缠也减弱,这一结果与耦合腔处于真空态的情况相反。