原子-光場(chǎng)相互作用系統(tǒng)中的量子糾纏.pdf

1、量子糾纏已經(jīng)成為量子計(jì)算和量子信息處理過(guò)程中的不可或缺的物理資源。量子糾纏態(tài)的制備、保持與調(diào)控是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算與量子信息處理的關(guān)鍵問(wèn)題．本文研究原子與光場(chǎng)相互作用系統(tǒng)中的量子糾纏，考察原子的相干性、雙光子過(guò)程中的Stark位移、原子躍遷頻率之間的失諧量等對(duì)原子之間、光場(chǎng)之間、原子與光場(chǎng)之間的量子糾纏的影響，尋找制備高糾纏度、長(zhǎng)壽命糾纏態(tài)的最佳系統(tǒng)參數(shù)條件，得到了一系列有創(chuàng)新意義的結(jié)果。 第一章闡述原子—光場(chǎng)相互作用的基本理論和量子

2、糾纏的基本理論。 第二章研究雙光子和單光子雙JC模型中的糾纏突然死亡和糾纏持續(xù)現(xiàn)象．在雙光子雙JC模型中，考察Stark位移對(duì)原子糾纏和腔場(chǎng)糾纏的影響，研究用Stark位移控制原子糾纏的可能性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：忽略Stark位移時(shí)，原子糾纏出現(xiàn)突然死亡現(xiàn)象；考慮Stark位移時(shí)，此系統(tǒng)中的兩原子不會(huì)出現(xiàn)退糾纏態(tài)，特別是當(dāng)Stark位移參數(shù)取值較大時(shí)，兩原子能保持穩(wěn)態(tài)糾纏。在單光子雙JC模型中，兩原子與各自相互作用的光場(chǎng)之間經(jīng)由不同的耦

3、合常數(shù)相互作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，耦合常數(shù)的不同使得兩原子出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間的糾纏． 第三章研究?jī)蓚€(gè)相同二能級(jí)原子與單模熱光場(chǎng)耦合時(shí)兩原子間的糾纏動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明當(dāng)腔場(chǎng)溫度很高（即模熱光場(chǎng)的平均光子數(shù)取很大的值）時(shí)，原子的初始相干性導(dǎo)致原子糾纏顯著增強(qiáng)。通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的初始參量，例如原子的初始相干程度、相對(duì)相位以及單模熱光場(chǎng)的平均光子數(shù)，可以調(diào)控兩原子間的糾纏程度。 第四章研究二項(xiàng)式光場(chǎng)與級(jí)聯(lián)三能級(jí)原子的量子糾纏，討論了光場(chǎng)與原子的初始

4、參量對(duì)其量子糾纏性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，利用二項(xiàng)式光場(chǎng)的特性，可以揭示從相干態(tài)到數(shù)態(tài)之間的所有態(tài)光場(chǎng)與三能級(jí)原子相互作用時(shí)的量子糾纏性質(zhì)。選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)參數(shù)可以制備穩(wěn)定的光場(chǎng)—原子qutrit糾纏態(tài)。 第五章討論一個(gè)運(yùn)動(dòng)的∨型三能級(jí)原子與關(guān)聯(lián)的雙模SU（1，1）相干態(tài)場(chǎng)相互作用系統(tǒng)中的量子糾纏。結(jié)果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的量子糾纏動(dòng)力學(xué)極大依賴于場(chǎng)模結(jié)構(gòu)參數(shù)p和模間光子數(shù)之差q。通過(guò)選擇合適的系統(tǒng)參數(shù)和相互作用時(shí)間，可以制備原子—光場(chǎng)的qut