基于腔QED的量子相干能量效应的研究

基于微腔系统与大量二能级原子对组成的非平衡 库相互作用的原子穿腔模型,研究了原子对携带的 量子相干信息对腔场的能量贡献。推导了原子对处于一般态(所有密度矩阵元均为非零参数 )下微腔动力 学演化主方程,并计算了腔场的稳态能量。 展示了能量本征基矢下库中原子对的量子相干 扮演了热力学资 源的角色——能够辅助微腔系统提取更多的能量。同时,分析了所有量子相干元(二能级原 子对密度矩阵 的非对角元)在能量贡献中的不同特征。本研究对设计高效率量子热机具有一定的参考价值 。     

量子相干优化量子电池的充电性能

探索如何利用量子相干实现量子电池(quantum battery, QB)性能优化是有趣的实际问题。本文构建了一多能级量子系统在相干辅助库下充电的QB模型。基于碰撞模型框架,推导了弱相互作用下QB演化的量子主方程(quantum master equation, QME),并借助Ket-Bra纠缠态方法求得QME的解。结合数值模拟,分析了辅助库中量子相干(相干强度和相干相位)对QB最大可提取功的影响;揭示了在一定条件下量子相干可扮演QB“燃料”的角色——有效提升QB的充电性能。     

开放量子系统中消相干及其控制策略

从开放量子系统的起因入手,就量子系统中消相干现象的产生、类型以及所产生的影响进行了分析和阐述。在此基础上,针对不同类型抑制消相干控制研究的方法与策略,进行了比较详细的综述,并以对比的方式揭示了开放量子系统消相干控制策略中的优缺点。最后对抑制消相干研究的发展方向进行了展望。     

单模辐射场与V型三能级原子依赖强度耦合系统光场的量子特性

利用全量子理论，研究了单模光场与V型三能级原子依赖强度耦合系统的非共振相互作用系统中光场的二阶相干性质和光场压缩性质。分别讨论了初始光场的平均光子数和失谐量对光场量子特性的影响。     

单模辐射场与Ⅴ型三能级原子依赖强度耦合系统光场的量子特性

利用全量子理论,研究了单模光场与Ⅴ型三能级原子依赖强度耦合系统的非共振相互作用系统中光场的二阶相干性质和光场压缩性质.分别讨论了初始光场的平均光子数和失谐量对光场量子特性的影响.     

领头项奇偶相干态

奇相干态只呈现反群聚而绝无压缩，偶相干态正好与之相反，只有压缩而无反群聚性。为了从内部窥视下一奇偶相干态的这种独特的非经典性是怎样产生的，我们引入一类新的量子光场态－领头项奇偶相干态。通过对这些量子态的研究，清楚地揭示出随着领头项奇偶相干态中项数的增多，它们的性质是怎样趋于奇偶相干态的。     

压缩真空场中量子存储单元的消相干特性

两能级原子作为量子存储单元，当存储单元置于压缩真空库（人工制备的库）时，利用存储单元约化密度算符非对角元的时间演化，研究单光子过程和工双光子过程中存储单元的消相干特性。在压缩真空库中，可以消除量子存储单元的消相干。     

量子相干与量子消相干

对经典相干和量子相干进行了探讨，介绍量子相干在量子计算和量子信息中的应用。分析几种引起量子消相干的可能原因，并利用Kraus算子和密度矩阵对一种量子消相干模型进行详细地研究。     

基于指示单光子源和量子存储的量子密钥分配

提出一种基于指示单光子源和量子存储的量子密钥分配方案。分析了其密钥生成率与安全传输距离和量子存储时间的关系,以及量子存储的退相干效应对最终密钥生成率的影响。研究了量子存储对基于指示单光子源的测量设备无关量子密钥分配方案的影响。仿真结果表明,在指示单光子源下,量子存储的实际相干时间增加,使得系统的安全传输距离增大,且量子退相干效应对最终的密钥生成率的影响微弱。     

Buck—Sukumar模型中原子的量子相干对光场压缩的影响

本文研究了Ｂｕｃｋ－Ｓｕｋｕｍａｒ模型中原子的量子相干对光场压缩的影响，结果表明；原子能级间的量子干涉减弱了光场的压缩效应。     

与两个非等同的二能级原子相互作用的SU（1,1）相干态场的非经典 …

本文运用全量子理论研究了双模ＳＵ（１,１）相干态场与两个非等同的二能级原子相互作用问题。在求得系统的态矢后,用数值方法研究此过程中光场的二阶压缩和量子统计性质,并讨论了原子－光场的非等同耦合的影响。     

与两个非等同的二能级原子相互作用的SU(1,1)相干态场的非经典性质

本文运用全量子理论研究了双模SU(1,1)相干态场与两个非等同的二能级原子相互作用问题.在求得系统的态矢后,用数值方法研究此过程中光场的二阶压缩和量子统计性质,并讨论了原子-光场的非等同耦合的影响.     

量子光场中的二能级原子跃迁几率研究

本文在理想近似下，用Ｗｉｇｎｅｒ相空间处理单纵模激光腔内二能级原子在相干态及压缩态量子光场中的跃迁几率。     

量子光场中二能级原子跃迁几率研究

本文在理想近似下，用Wigner相空间处理单纵模激光腔内二能级原子在相干态及压缩态量子光场中的跃迁几率．     

二项式光场与二能级原子BEC相互作用系统中原子激光的量子性质

研究了二项式光场与二能级原子玻色--爱因斯坦凝聚（BEC）相互作用系统产生的原子激光的量子相关性质、压缩效应和振幅平方压缩效应。应用全量子理论,通过求解系统的海森堡方程,重点讨论了光场相关参数和原子相关参数对压缩深度、压缩频率的影响。结果表明,单模原子激光二阶相干度不随时间变化,原子激光具有周期性的压缩效应和振幅平方压缩效应,最大压缩深度由二项式光场相关参数决定,压缩频率依赖于原子与光场耦合系数,简要讨论了压缩效应和振幅平方压缩效应之间的区别和联系。     

随机开放量子系统模型及其反馈控制的特性分析

研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于受到测量影响的不同开放量子系统模型,分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响;对于所简化的模型,分析了其简化的过程;同时对不同模型之间的关系进行对比分析。基于估计状态的随机开放量子系统的反馈控制,分别对目前已有的开关控制和连续性控制在本征态之间状态转移的控制思想、所具有的特性、控制效果、适用条件、改进过程等进行了对比研究。同时还探讨了环境退相干和时间延迟影响下反馈控制器的设计。     

优化连续变量量子隐形传态的保真度

利用双模压缩真空态作为纠缠通道传送相干态的保真度已有结论，研究了明亮双模压缩态作为纠缠通道时连续变量的量子隐形传态，适当选取有关参数，可较大地提高量子隐形传态的保真度，并在特殊情况下实现相干态的保真度为1的不失真量子隐形传态。     

双模压缩真空态与玻色-爱因斯坦凝聚相互作用系统中的量子纠缠

研究的系统为双模压缩真空态和玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用体系,在双光子跃迁过程中,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了该系统中的双模压缩真空态与凝聚体间的纠缠以及双模压缩真空态的模间纠缠,分析了光场初始压缩因子、原子间相互作用对场-凝聚体间纠缠和模间纠缠的影响.     

量子反馈控制研究进展

量子反馈控制理论将反馈的思想引入量子系统的主动控制中,已开始在量子光学、原子物理和量子信息学等领域发挥越来越重要的作用.考虑到各种反馈策略的差异性,综述了量子反馈控制理论的研究进展,分析和阐述了马尔可夫量子反馈、贝叶斯量子反馈、含时延非马尔可夫量子反馈和相干量子反馈,并对四种量子反馈策略进行了简单比较.     

耦合量子比特在最大纠缠混合态下几何量子失协鲁棒性的研究

几何测量量子失协是量子关联的一种表达形式。本文结合利用量子纠缠和几何量子失协,对非马尔科夫过程中的耦合量子比特系统的量子关联动力学特性进行了比较研究。运用解析和数值模拟的方法,研究结果表明,在一定的初始态下,由于环境耗散作用的存在,量子纠缠和几何量子失协都随时间做递减的动力学演化,但几何量子失协比量子纠缠的递减要慢一些。表明几何量子失协的生存时间长于量子纠缠,更能抵抗环境的耗散作用、健壮性更好。因此,量子关联也是实现量子信息处理的有用资源。