多光子跃迁下Pólya态光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度

利用全量子理论,对多光子跃迁下Pólya光场与运动二能级原子相互作用系统的保真度进行了研究。分析了原子的初始状态、场模结构参数、光场最大光子数、光场参数和跃迁光子数等物理参量对系统量子态和光场量子态保真度的影响。结果表明:原子的运动速度影响系统量子态和光场量子态保真度的振荡周期;跃迁光子数选取不同,系统量子态和光场量子态的保真度表现出不同的规律。     

简并拉曼过程中量子保真度的演化

保真度是量子光学和信息光学中的一个重要概念，保真度的研究对量子通信和量子计算领域的发展有重要意义。运用全量子理论研究了考虑斯塔克位移的简并拉曼耦合模型中，斯塔克参数和平均光子数对量子态保真度和保真度振幅的影响，并对这种影响做出解释。结果表明，斯塔克常数越小，原子和光场的关联就越弱，系统、光场和原子的保真度就越大；平均光子数越大，原子和光场的相互作用就越强，系统和原子的保真度就越小．     

T-C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用的量子态保真度

利用全量子理论研究了两个全同的纠缠二能级原子与相干态光场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平均光子数的增加而急剧减小;系统和原子的保真度随原子间偶极—偶极相互作用增加而变大且趋于同步,但原子的保真度增大更为明显:原子初始纠缠度对三体系保真度影响并不大。     

非简并双光子Tavis—Cummings模型中量子态保真度及原子间关联

运用全量子理论研究了双模真空光场作用下的非简并双光子T－C模型体系中量子态保真度和原子间关联特性,讨论了不同的原子初态条件下,原子间偶极相互作用对体系中的量子态保真度和原子间关联的影响,结果表明：初始各自处在激发态的无关联的两原子在双模真空光场和原子间的偶极相互作用下呈现关联特性;初始各自处的基态的无关联的两原子在相互作用下无关联,并且系统、光场和原子三者的最子态在演化过程中不失真。     

双光子J—C模型中Stark效应对量子态保真度的影响

运用全量子理论，研究了考虑Stark效应的Jaynes—Cummings(J—C)模型中的量子态保真度，讨论了Stark效应对量子态保真度的影响。结果表明，初始平均光子数的大小和Stark效应的强度可调制相互作用体系的量子态保真度。     

多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cummings模型中运动原子与二项式光场相互作用系统的量子纠缠特性,讨论了不同初始状态下的二项式光场系数和原子运动速度对纠缠特性的影响.结果表明：二项式光场系数不影响场熵演化的周期性,但影响场熵峰值大小.随着原子跃迁光子数的增多,场熵演化的周期性和消纠缠现象逐渐消失.原子运动的速度影响场熵的演化周期,且影响场熵峰值的大小,而原子跃迁光子数的增大,会消弱原子运动速度对场熵演化的影响.当光场处于中间态,原子运动速度较低,且原子跃迁光子数较大时,光场与原子可以长久地处于量子纠缠态.     

级联三能级原子与二项式光场耦合系统的量子信息保真度

本文研究了二项式态光场与级联三能级厚子相瓦作用系统中原子，光场和整个系统的量子信息保真度的时间演化规律，讨论了光场参数和失谐量对量子信息保真度的影响。结果表明：原子、光场及系统的量子信息保真度依赖于光场的统计特性．通过调节光场参数值，可逐步建立起原子和系统量子信息保真度时间演化的崩塌与回复．并可获得较高的保真度。     

辐射场中二能级原子的量子态保真度

利用半经典理论和量子理论研究辐射场与二能级原子(量子位)的相互作用,给出二能级原子的量子态保真度表达式.讨论了不同的原子初始态条件下,半经典理论中辐射场强度对量子态保真度的影响和量子理论中辐射场光子数对量子态保真度的影响.结果表明:在半经典理沦中,当原子与辐射场发生共振相互作用时,初始处于叠加态的原子的量子态保真度与辐射场强度无关;原子的量子态保真度随时间呈周期性演化,其演化的频率受辐射强度或光子数调制.此外,选择适当的失谐量,能够有效地改变量子信息的保真度.     

热光场与二能级原子多光子相互作用的量子统计模型

本文精确地求解了单模热光场与二能级原子多光子相互作用的量子统计模型。通过数值方法,我们详细研究了原子能级布居反转、光子数分布、平均光子数以及场的聚束、反聚束等物理量随时间的变化规律。结果发现原子能级布居反转存在新的衰变与复苏现象(collapse—revival);光场的二阶相干度永远是取大于1之值,即恒呈聚束效应,而不受初始平均光子数与单模一次跃迁光子数的影响,这个结论与文献M.S.Zubairy and J.J.Yeh,Phys.Rev.A,21,1624(1980)的不同。     

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的量子态保真度

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量子态保真度,运用数值计算的方法讨论了失谐量、双模光场的强度和原子分布角对量子信息保真度的影响.结果表明:原子的量子态保真度优于系统的或光场的量子态保真度,原子初始处于基态时,原子的保真度好于激发态或叠加态的情况;原子的保真度随着失谐量或双模光场强度的增大而增大;系统的和光场的保真度时间演化特性是相似的.失谐量、双模光场的强度和原子的分布角都对量子态保真度的时间演化曲线的频率有影响.     

激光强度涨落对两囚禁离子纠缠度的影响

囚禁离子的纠缠态在量子计算和量子信息方面有极为重要的应用。由于量子系统的特性，激光强度不可避免的发生涨落，其对囚禁离子的纠缠度有显著影响。从反J-C模型出发，利用共生纠缠度标准，分析了激光强度涨落对系统纠缠动力学的影响，并与利用J-C模型时的情形做了适当对比。结果显示：激光强度涨落产生的噪声使两离子纠缠度随时间呈现类似指数衰减；激光强度较弱时，利用正反J-C模型所得系统纠缠动力学有显著差别。     

耦合双模SU（1，1）相干态J—C模型中的量子力学通道和量子互

利用量子信息熵理论研究耦合双模SU（1,1）相干态J－C模型的动力学特性,给了表示原子态变化的量子力学通道及表征量子通道传输原子初始信息能力的量子互熵。具体讨论了初始场的位相相干性和双模相干态参量对量子力学通道及量子互熵的影响。     

非线性Jaynes-Cummings模型纠缠演化和最大纠缠态产生

利用数值计算的方法,研究了Kerr介质腔中的J-C模型二能级原子和单模光场作用过程中信息熵和纠缠演化,得到了Kerr效应对纠缠态纠缠性质的影响。结果表明,Kerr介质对耦合体系的纠缠度有强烈的影响,在合适的Kerr效应下,量子态将长时间保持最大纠缠。     

线性及非线性介质腔中量子纠缠动力学特征

如何抑制纠缠突然死亡现象的发生对提高量子纠缠动力学演化性能具有极大地意义,初始纠缠原子分别与非线性N-J-C模型及J-C模型进行相互作用,运用共生纠缠的度量方法分析非线性、耦合强度以及失谐量对纠缠原子动力学演化的影响,寻找避免纠缠突然死亡发生条件。在J-C模型中原子在纠缠演化中发生纠缠突然死亡现象;然而在N-J-C模型中利用介质的非线性和失谐量的影响可以避免纠缠突然死亡的发生,而且一定程度上几乎可以恢复到原子间纠缠的初始值。     

低复杂度的降维量子压缩算法

为了在一定保真度的情况下降低量子信息的压缩率 ,提出了一种新的量子压缩算法。所提算法将高维的量子信息进行分裂,再对分裂后的信息 进行压缩并传输,在接收端以一定的保真度恢复高维信息。相对 于直接压缩的情形,所提算法有效地降低了压缩的计算复杂度,而保真度变化程度较小。对 于一组10维量子 信息,其乘加运算的计算复杂度从190降低到了94,而保真度仅仅降低了2.4%;而对于一组15维量子信 息,复杂度从435降低到了186,而保真度仅仅 降低了1.2%。     

双Jaynes-Cummings耦合模型中几何量子失协的研究

基于Dakic提出的几何量子失协度量方法,研究了双Jaynes- Cummings(J-C)模型的几何量子失协。分析了初始态纯度、纠缠度、腔与原子间的耦合常数及腔内光子数等对几何量子失协随时间演化特性的影响。结果表明：通过提高纯度、初始纠缠度的值可以增大几何量子失协;非零光子数导致几何量子失协震荡衰减;通过调整腔与原子间的耦合常数可以改变振荡频率。     

通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门

量子计算是近年来新出现的计算技术,具有非常好的发展前景.任何量子计算都能够被简化到一个门序列,而量子计算要利用某种物理体系来实现.介绍了一种通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门的方案.此方案中,原子跃迁与腔模处于大失谐,因此原子自发辐射的影响得到了极大的抑制,从而提高了成功几率.而保真度取决于α、β、γ、δ几个常数的取值,数值计算结果表明我们的方案具有比较高的保真度,其保真度的平均值F=0.982318.该方案有一定的实验可行性,有望得到实验上的验证.     

高阶旋转波近似方法及其对任意强度耦合的多光子J－C模型的应用

本文通过分析量子绝热近似与旋转波近似的相似性，提出了计算非旋转波效应的高级旋转波近似方法。应用这个方法，我们研究了任意强度耦合的多光子Ｊ－Ｃ模型的演化，给出了此模型的一阶近似解和任意高阶方程解的递推公式．应用零级解，我们给出了有限温度条件下原子平均能量的演化公式。     

连续变量相干态量子神经网络模型的构建

为了将功能强大的神经网络应用到连续变量量子信息处理中,需要建立连续变量的量子神经网络(QNN)模型.以相干态量子逻辑门为基元,基于QNN原理构建了由输入层、隐藏层和输出层组成的量子线路,实现了连续变量相干态量子神经网络(CSQNN)功能.模型通过多控CNOT门实现量子态操作,利用相位旋转门完成网络参数的学习训练.仿真结果表明在CSQNN辅助下,阻尼系数为0.5的振幅阻尼信道的量子隐形传态保真度显著提高,趋近1,说明提出的CSQNN模型能有效处理连续变量量子信息.