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。     

耦合腔系统双光子过程中的纠缠特性

研究原子与耦合腔相互作用系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过双光子跃迁与腔场发生共振相互作用,通过解薛定谔方程导出了系统态矢的演化规律;利用负本征值度量两个子系统间的纠缠,研究两原子间和原子与腔场间的纠缠演化,讨论了两腔场间耦合系数变化对纠缠的影响。研究结果表明:随腔场间耦合系数增大,原子间的纠缠和原子与腔场间纠缠均表现出从不规则振荡向准周期性演化的转变,当腔场间耦合系数大于一定值后它们均呈现出准周期性演化规律;而曲线平均值呈现时而增大时而减小的过程,表明它们与腔场耦合系数间存在非线性关系;另一方面,当腔场间耦合系数较小时,原子与腔场间纠缠还呈现出崩塌和恢复现象。     

单Jaynes-Cummings原子与孤立原子系统中的各种量子关联

利用单Jaynes-Cummings（J-C）二能级原子和孤立原子构成的模型,研究了该模型中的各种量子关联。基于Dakic等提出的几何量子失协的度量方法,采用数值计算方法分析了系统中两原子间几何量子失协的演化,同时给出了量子纠缠和量子失协的演化。研究结果表明,通过提高两原子间初始纠缠度及处于W态时的纯度可以提高系统的量子关联。耦合常数和光子数在量子关联演化过程中同样扮演了重要的角色。     

纠缠双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠

利用全量子理论,研究了双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠特性,分别讨论了相干态振幅参量、光场压缩参量和耦合系数比值对系统场熵和原子相对熵演化的影响.结果表明： 当相干态振幅参量为零或很小时,两原子间纠缠度随时间演化规律和场-原子纠缠度随时间演化规律几乎相反,场-原子间的纠缠削弱了两原子间的纠缠.随着相干态振幅参量增大或光场压缩参量减小,在一定时域内,两原子处于稳定的纠缠态,并且这个时域逐渐变长,同时原子-原子平均纠缠度值增大,而场-原子平均纠缠度值减小.耦合系数比值（原子之间偶极-偶极相互作用）的增大会减弱原子与场之间的作用,使两原子始终处于最大纠缠态.     

Kerr效应和虚光场对"两个二能级原子-单模光场"系统原子占居态几率的影响

研究Rerr介质中，非旋波近似下两个二能级原子与单模光场相互作用系统的原子占居态几率的时间演化，讨论了Rerr效应和虚光场效应对原子占居态几率的影响。结果表明：虚光场的影响使原子占居态几率的时间演化曲线中出现量子噪声，光场频率ω的增大使量子噪声减小，原子间耦合系数g的增大使各能级原子占居态几率曲线的振幅减小，Rerr介质常量μ的增大使原子停留在初始状态的几率增大。     

单模真空场-耦合双原子系统的量子场熵演化特性

利用全量子理论,研究了单模真空场-耦合双原子系统的量子场熵的演化特性.结果发现:在这个系统中,光场的量子场熵呈现出周期性振荡的双峰及多峰结构,特别是随着原子间偶极-偶极相互作用的增强,原子-原子间的量子纠缠程度逐渐减弱;随着初态中两原子同时处于低能级几率的增大,光场量子场熵的幅值逐渐降低,特别是当两原子均处于低能级时,光场与原子间几乎长时间退纠缠;场-原子间的耦合强度对光场量子场熵的演化周期有很大影响,随着场-原子间耦合强度的增大,光场量子场熵的演化周期明显减小.     

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。     

原子与双模腔相互作用系统中光场的量子特性

研究双模间存在耦合情况下,二能级原子与双模腔场相互作用系统中光场的压缩效应、反聚束效应和亚泊松分布等量子特性。通过对两模间耦合系数取不同值时Mandel Q函数演化曲线的比较,讨论了两模间耦合系数对光子统计分布的影响。研究结果表明,光场呈现出反聚束效应和亚泊松分布,以及两模间呈现反关联等量子特性,但光场不呈现压缩效应;另一方面,随两模间耦合系数的增大,光场的亚泊松分布效应减弱。     

光子增加相干叠加态的Wigner函数

利用算符作用在参考态上产生新的量子态的方法 ,将产生算符作用在相干叠加态 上,构造了光子增加相干叠加态。给出了其归一化系数和Wigner函数的解析表达式。通过 数值计算,讨论了相干态平均光子数和两相干态的相位差对Wigner函数的影响。研究结果 表明,随两相干态的相位差增大,Wigner函数的负值深度和负值区域时而增大时而减小, 它的负部 体积随相位差的演化呈现出准周期性演化,表明选择合适的相位差值对增强量子态的量子特 性有利;另一方面,随相干态平均光子数逐渐增大,Wigner函 数的负部体积增大,表明光子增加相干叠加态的量子特性增强。     

考虑DM相互作用的Ising系统中量子失协的含时演化

研究了处在非均匀磁场中的两粒子Ising系统,在考虑DM相互作用情况下,其量子失协（QD）随时间演化问题。对于初始处于Werner态的系统,详细分析了在随时间演化过程中DM相互作用、不均匀磁场的不均匀度、初态的纯度等因素对量子失协和量子纠缠的影响。通过比较可以发现,两者在很大程度上保持着相似的变化规律,最明显的不同在于演化过程中,在有限的时间内量子失协并不会消失,但是量子纠缠却会出现突然死亡现象（ESD）。这一明显不同的特征表明量子失协比量子纠缠具有更大的应用空间,通过控制外部条件,可以很好的控制量子失协随时间的演化过程。     

高Q腔中Stark效应对两原子纠缠的影响

利用共生纠缠度标准,研究了存在Stark效应的情况下,两个纠缠二能级原子与相干光场相互作用的纠缠动力学.分析了Stark效应耦合系数对系统纠缠动力学的影响.结果表明: Stark效应的耦合系数对两原子间纠缠度的时间演化特性有着很大影响.当Stark效应耦合系数很小时,两个原子间纠缠度的时间演化特性呈现周期性纠缠和退纠缠现象;当Stark效应耦合系数很大时,原子间退纠缠现象消失,即原子始终保持在纠缠状态.     

类W态原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠动力学

采用Negativity熵度量两体纠缠,通过数值计算研 究了类W态原子与耦合腔相互作用系统中 两原子间的纠缠。讨论了描述原子初态的参量变化和腔场间耦合系数对两体纠缠的影响。考 虑对腔外原子 进行选择性测量,通过比较测量前后腔内原子间的纠缠,研究了原子态选择性测量对纠缠的 影响。研究结 果表明:随囚禁在耦合腔中的两原子间初始纠缠度增大,腔中的两原子间纠缠增强;随腔场 间耦合强度的 增强,原子间纠缠也增强。另一方面,对腔外原子进行选择性测量,可提高腔内原子间的纠 缠。     

玻色-爱因斯坦凝聚与Schrödinger猫态光场作用系统中原子信息熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schrödinger猫态光场作用系统中,原子信息熵压缩随时间的演化特性. 结果表明：该体系中Schrödinger猫态光场的两个相干态的相位角为 时, 原子信息熵的压缩将随着光场强度、原子间及原子与场间的耦合系数的变化而呈现交替压缩现象.     

相位退相干对多光子过程中两原子纠缠的影响

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与数态光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了相位退相干系数、原子间偶极-偶极相互作用系数、跃迁光子数对原子间纠缠演化特性的影响。结果表明：相位退相干因子并不能完全破坏两原子间的相干性,而是衰减了原子间纠缠度的振荡幅度。随着偶极相互作用系数的增大和跃迁光子数的增多,两原子最终处于纠缠度值较稳定的纠缠态;两纠缠原子的相干性越好,两原子越容易达到纠缠度值较大且稳定的纠缠态。     

原子和腔场衰减对耦合腔系统中几何量子失谐的影响

本文考虑原子和腔场存在衰减的情况,研究了耦合 腔系统中两子系统间的几何量子失谐。在原子和腔场衰减系数相等的特殊情况下,通过解薛 定谔方程,给出了系统态矢演化规律。采用数值计算方法,讨论了原子和腔场衰减对两子系 统间几何量子失谐的影响。研究结果表明:两原子间、两腔场间、以及原子和腔场之间的几 何量子失谐都呈现出振幅衰减式振荡,直至衰减至零;并且,随衰减系数增大,衰减加快。     

Kerr介质中耦合全同V型三能级原子与真空场作用场熵的量子性质

利用全量子理论,研究了真空场与耦合全同V型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性。讨论了系统初始状态、原子间偶极相互作用和Kerr介质的三阶非线性系数对场熵演化特性的影响。 数值计算结果表明：初始时刻原子基态和激发态处于合适的叠加态时,场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度与原子间的耦合常数、Kerr介质的三阶非线性系数有很大关系。由此可见,场熵敏感于系统初始时刻原子的状态。     

玻色-爱因斯坦凝聚与Schr(o)dinger猫态光场作用系统中原子信息熵压缩

运用量子信息熵理论,研究了玻色-爱因斯坦凝聚原子与Schr(o)dinger猫态光场作用系统中,原子信息熵压缩随时间的演化特性.结果表明;该体系中Schr(o)dinger猫态光场的两个相干态的相位角为φ＝π/2时,原子信息熵的压缩将随着光场强度、原子间及原子与场间的耦合系数的变化而呈现交替压缩现象.     

与库相互作用的非耦合的两比特系统的量子失协动力学

推导出一个关于 结构密度矩阵的量子失协的表达式。在单一激发下,给出两个非耦合的量子比特分别与库相互作用构成的系统的动力学的精确解,然后用非马尔科夫主方程方法精确求解了这个系统的耗散动力学。在失谐光谱密度下,讨论和比较不同耦合区域内系统的量子失协动力学特征。结果表明：量子失协表达式适用于任意有 型密度矩阵的物理系统,在失谐光谱密度下,证实两类主方程分别适用于不同的耦合区域。这将为以后更加简便地计算量子失协,以及在不同的耦合区域运用哪一类主方程提供一定的参考依据。     

SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统中的场熵演化特性

利用双模SU(1,1)相干态场与四能级原子相互作用系统的态函数导出了场熵的计算公式,研究了初始光场参量和原子与光场间的耦合系数对场熵演化的影响.数值计算表明:随着初始场q和ζ参量的增加,场熵的均值逐渐增加,振荡频率增大,场熵演化的周期性随ζ的增加渐趋明显,但振荡幅度却明显减小.同时,随耦合系数的增大,场熵演化曲线的均值变化不明显,而其振荡频率急剧增大,振荡幅度也有所减小且趋于稳定,场熵敏感于原子与光场耦合系数.     

Tavis-Cummings模型中量子光学和量子信息有关问题的研究

研究了Tavis-Cunmings模型时间演化特性和其中的光场非经典性质.精确求解了体系中光场的二阶相干函数,着重讨论了二阶相干函数和原子间耦合强度的关系.对体系可能产生的量子纠缠进行了详细的研究,在合适的初始条件下体系可以产生3bit完全纠缠态,利用Coffman对3体纠缠的定义讨论了体系3bit纠缠的纠缠度.在特定的初始条件下,体系产生W-纠缠态,给出了产生W-纠缠态的必要条件,研究了纠缠量随三体所处的初始状态、原子间及原子与场之间的耦合系数变化而变化关系.