双光子Jaynes-Cummings模型中的纠缠演化和热纠缠态现象

文中利用共生纠缠度研究了双光子Jaynes Cummings模型中原子与腔纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态。结果表明 ,腔场中原子与腔展现出周期性的纠缠演化过程 ,演化周期随原子与腔耦合强度的增大而减小 ;在有限温度下 ,系统的共生纠缠度随温度的升高而降低 ,当趋近临界温度时 ,系统纠缠现象消失 ,这一临界温度值与原子 腔耦合强度成正比。对于典型的实验数据 ,临界温度大约在～ 10 -5K数量级。

两个二量子位海森堡XX链中热纠缠态的隐形传递(英文)

利用两个二量子位的海森堡XX链作为信道,进行两粒子热纠缠态的隐形传递.在一定的外界条件下,得到非零的纠缠度以及保真度大于2/3.最后发现,当磁场B较弱、温度T很低的时候,以海森堡热纠缠混合态作为量子信道的隐形传递要优越于经典信道.

热纠缠态表象的建立及其在密度矩阵中的应用

量子系统与热库之间存在量子纠缠,类比于双光子之间的纠缠,可以建立热纠缠态表象,从而便于计算和分析量子系统的热演化规律。首先根据热场动力学理论,引入虚希尔伯特空间后,使原有的希尔伯特空间扩大为2个。然后,在极高温状态下,推导出热真空态的显式形式,即|0(β)〉=(1-e-^(βω))^(1/2)exp(e^(βω/2)a^(+)a^(+))|0,0〉。接着,将平移算符作用于热真空态,得到热纠缠态表象的具体形式,即|η〉=(-1/2|η|^(2)+ηa^(+)-η^(*)a^(+)+a^(+)a^(+))|0,0〉。研究结果表明,在热纠缠态表象中可以直接得到任意量子态在热环境中的演化情况。取平移热态为实例,理论计算结果说明,低温条件下,平移热态演变为无热噪声的相干态。

推广的Jaynes-Cummings模型中原子纠缠的时间演化和热纠缠态

利用共生纠缠度研究了一个推广Jaynes Cummings模型中两原子纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态 .结果表明 ,腔场中两原子展现出周期性的纠缠演化过程 ,演化周期随原子偶极 偶极相互作用强度的增大而减小 ;在有限温度下 ,系统的共生纠缠度随温度的升高而降低 ,当趋近临界温度时 ,系统纠缠现象消失 ,这一临界温度值与原子偶极 偶极相互作用强度成正比 .对于典型的实验数据 ,临界温度约在 10 - 5K数量级 .此外 ,在这种Jaynes Cummings模型中存在量子相位转变 .

磁场作用下海森堡模型的热纠缠传态

研究了均匀磁场作用下的两量子比特XXZ海森堡模型的热纠缠,并且以此热纠缠混合态作为量子信道传输两量子比特的纠缠纯态,计算出输出态的纠缠度和传态的平均保真度,讨论了温度、磁场、各向异性参数对纠缠度和平均保真度的影响.

非旋波近似下双光子J-C模型中的热态纠缠现象

利用共生纠缠度(Concurrence)研究了非旋波近似下,双光子J-C模型中原子和光场间的热态纠缠现象.结果表明:考虑虚光子跃迁时,该耦合系统可以形成纠缠且存在产生纠缠的临界温度Tc.当环境温度低于Tc时,原子和场之间存在纠缠,而且随着温度升高纠缠程度减弱.当环境温度高于Tc时,系统纠缠消失.并发现系统在一定温度下的纠缠特性与原子-实光场和原子-虚光场间的耦合系数(λ、ε)之比有关.

两个海森堡热纠缠信道中纠缠态的隐形传送

利用两个海森堡热纠缠信道,实现了一对量子纠缠态的隐形传送,求得输出的密度矩阵,进而算出隐形传送的保真度.分析外界环境(温度T和磁场B)对热纠缠及量子隐形传送的影响.发现在磁场较弱,温度很低的时候,以海森堡热纠缠混合态作为量子信道进行隐形传送优于经典信道·

利用热纠缠态表象获得Caldeira-Leggett密度算符方程的积分形式解

开放量子系统,即系统-热库模型,可以用一个关于密度算符的主方程来描述,比如,用来描述固态物理中耗散现象的Caldeira.Leggett主方程.虽然已经有人为了求解此主方程的约化密度矩阵的精确表达式而做过一些努力,但迄今还未见有解答.本文使用了一种全新的方法来求解Caldeira-Leggett方程,用这个新方法可以得到积分形式的显式表达.该方法的要点在于利用有序算符内积分技术把关于密度算符的微分方程首先转化成关于密度态矢量的微分方程,再将密度态矢量投影到热纠缠态表象中,Caldeira-Leggett方程就转变成了关于波函数的微分方程,而波函数是函数.这样就可以使用数学中求解微分方程的方法来求解出波函数.再次利用有序算符内积分技术,再将波函数转化为态矢量和算符,就得到了Caldeira-Leggett方程的积分形势解.

两能级原子与单模腔场共振耦合系统中热态纠缠现象

借助于共生纠缠度,研究了旋转波和非旋转波近似下共振Jaynes Cummings模型中二能级原子与单光子腔场的热态纠缠现象 结果表明:该共振耦合系统中,存在影响原子与单光子腔模纠缠的临界温度,当环境温度高于这一温度时,原子与腔场的纠缠特性消失 若只考虑实光子跃迁,这一临界温度仅与原子和腔场的耦合强度有关,随耦合系数的增大而升高;若将虚光场一并考虑,只要实光子跃迁强度与虚光子跃迁强度不相等,在一定的温度下能很好的保持原子与腔场的纠缠相干性,当二者相等时,即使在绝对零度下,原子与腔场也难以形成纠缠形式。

均匀磁场作用下海森伯XXZ模型的热纠缠

分析了均匀磁场作用下2量子比特各向异性海森伯XXZ模型的热纠缠态,讨论了外加均匀磁场对XXZ模型的2种特殊情况即各向同性海森伯XY模型和各向同性海森伯XXZ模型的纠缠度的影响.对于一定的温度,耦合常数绝对值的增加能够增加纠缠度,但是纠缠度却随着温度的增加而减小,直到临界温度时纠缠度为0.当外加磁场强度大于一定值时,随着磁场强度的增加,纠缠度和临界温度相应增大.

两量子比特海森伯模型的热纠缠

研究两粒子的XYZ海森伯模型的热纠缠态,并讨论了这个系统哈密顿量中的参数和温度对纠缠度的影响.结果表明:对于一定的温度,耦合常数的增加能够增加纠缠度,但是纠缠度却随着温度的增加而减小,直到临界温度时纠缠度为零.

两能级原子与腔场非共振耦合系统中的纠缠演化及热纠缠现象

利用共生纠缠度,讨论了囚禁于单模腔场中二能级原子系统的纠缠度变化规律.在环境温度为绝对零度时,原子与腔场只在共振(Δ=0)或非共振但|Δ|=2g条件下,系统才有可能达到最大纠缠态;系统存在上限温度Tc=1.134 gk,与失谐量Δ无关.当环境温度T>Tc时,系统完全消相干;当环境温度T<Tc时,系统纠缠度随环境温度的增加而减少.

环境温度对多光子Jaynes-Cummings模型制备的原子与单模腔场纠缠态的影响

借助于共生纠缠度方法 ,考察了共振的多光子Jaynes-Cummings模型的热纠缠态现象 .研究结果表明 :原子与单模腔场形成纠缠态的纠缠度随环境温度升高而急剧地减小 ,但在该Jaynes -Cummings模型中存在产生热纠缠态的临界温度 ,当环境温度超过这一温度值时 ,原子与腔场的纠缠态消失 .同时也表明 ,临界温度仅由原子与腔肠的耦合强度和原子跃迁时发射或吸收光子数决定 .因此 ,选择强耦合的原子与腔场量子系统可以在较高环境温度下实现原子与腔场的纠缠态并保持它 .

均匀磁场作用下自旋二聚物V^(4+)模型的热纠缠

研究了均匀磁场作用下自旋二聚物V4+模型的热纠缠,对于铁磁序和反铁磁序2种情况下热纠缠都存在.反铁磁序情况下,在各向异性参数等于0的时候纠缠消失,而对于铁磁序在整个各向异性参数变化范围内纠缠都存在.给出了纠缠度与各向异性参数、外加磁场和温度的依赖关系.

两能级原子与腔场非共振耦合中的热纠缠现象

利用共生纠缠度(concurrence),讨论了二能级原子囚禁于单模腔场所构成系统的纠缠度变化规律．在环境温度为绝对零度时,原子与腔场只在共振(△=0)或非共振但|△|=2g条件下,系统才有可能达到最大纠缠态;系统存在上限温度Tc=1.134ht/k 与失谐量△无关;当环境温度T>Tc时,系统完全消相干,当环境温度T<Tc时,系统纠缠度随环境温度的增加而减少.

含原子运动Jaynes-Cummings模型中原子与腔场的热纠缠现象

借助于共生纠缠度,分析了含原子运动Jaynes-Cummings模型中原子与单模腔场的热纠缠现象.结果表明:在Jaynes-Cummings模型中存在一个产生或保持原子与腔场纠缠态的临界温度,这一温度值取决于原子与腔场的耦合强度和原子的运动状态;同时也表明,系统的温度越低,保持原子与腔场纠缠的时间越长.对于典型的实验值g=700MHz,临界温度(热力学温度)可达到mK数量级.

含原子运动多光子J-C模型中热纠缠现象

利用共生纠缠度研究了含原子运动的多光子Jaynes-Cummings模型中原子与腔在有限温度下的热纠缠态.结果表明,存在一个临界温度,当环境温度高于该临界温度时,原子和腔场之间将没有任何纠缠,临界温度随耦合系数及原子跃迁时吸收和发射的光子数的增加而增高.并且随温度的升高,共生纠缠度减小.对于典型的实验数据,临界温度大约在10-5K数量级.

运动的二能级原子与单模双光子腔场的热纠缠现象

利用共生纠缠度(concurrence)研究了一个运动的二能级原子与一个双光子J-C模型相互作用,在热平衡态下,讨论了在旋波近似和非旋波近似下原子与腔场之间的纠缠随时间的演化。结果表明,需使原子与腔场形成纠缠,在旋波近似下,该系统有一个临界温度,并且该温度和腔场的结构以及原子的运动状态有关,如果耦合常数一定,原子与腔场的纠缠随着时间呈周期性变化,并且随着温度的升高,共生纠缠度C逐渐减小,如果原子的运动状态一定,则C随着耦合常数的增大而增大;在非旋波近似下,C随着耦合系数比的增大而增大,如果耦合系数比一定,则C也随着耦合常数的增大而增大,随着温度的增大而减小,和旋波近似有相似的性质。

受振幅阻尼和热噪声共同影响的克尔介质主方程的解析解

根据连续变量热场纠缠态表象导出的量子系统(实模)和环境(虚模)间的算符对应关系,解析求解了受振幅阻尼和热噪声同时影响的克尔介质量子主方程,并给出了其解析解的无限维广义克劳斯算符和表示.此外,还证明了广义克劳斯算符满足归一化条件.

扩散过程中弱相干光场的退相干

研究了扩散过程中弱相干光场量子特性的演化.利用正规乘积、反正规乘积和Weyl编序算符内的积分技术,采用热纠缠态表象求解密度矩阵主方程,利用Kraus算符给出扩散过程中密度算符解的表达式,导出初态为弱相干态的量子态密度算符演化规律.讨论了扩散对光场压缩效应和反聚束效应的影响.结果表明:随着扩散过程的进行,弱相干场压缩深度和压缩范围均在减小;扩散初期光场呈反聚束效应,扩散时间大于一定值后反聚束效应消失.