含原子腔的Q.E.D.

本文对含原子腔的QED研究的历史与现状作了综述。

含原子腔的Q.E.D.(续)

由（22）式及C′=（a-1）/2=（2（n+1）-1）/2=n+1/2可进一步求得 【b+b】 =-【σ2】+C′=n+1/2-1/2cos(2g（n+1）1/2t)（32）一般情形【（b+）pbp】

多原子-腔系统中的量子信息传递

提出了一个多原子 腔组成的物理系统 ,并讨论了发生在该系统中量子信息的交换和传递过程 ,结果发现 :由最低两个Fock态 | 0〉和 | 1〉任意组成的光量子态腔场 ,当处于基态的原子以特定的速度通过腔时 ,原子都能带走腔中的量子态并据为己有 ;反之 ,由两能级原子的基态 |g〉和激发态 |e〉任意组成的量子态 ,当原子以特定的速度通过处于真空态的腔时 ,原子都能把携带的量子态释放于腔中 ,实现了腔 原子之间的信息交换 利用原子能够捡起、释放量子信息这一特点 ,进一步讨论了把原子作为运输工具实现腔

芯片级原子器件MEMS碱金属蒸气腔室制作

提出了基于两步低温阳极键合工艺的碱金属蒸气腔室制作方法,用于实现原子钟、原子磁力计及原子陀螺仪等器件的芯片级集成。由微机电系统(MEMS)体硅工艺制备了腔室结构。首先采用标准工艺将刻蚀有腔室的硅圆片与Py-rex玻璃阳极键合成预成型腔室,然后引入氮缓冲气体和由惰性石蜡包覆的微量碱金属铷或铯。通过两步阳极键合来密封腔室,键合温度低于石蜡燃点198℃。第一步键合预封装腔室,键合电压小于缓冲气体的击穿电压。第二步键合在大气氛围中进行,电压增至1 200V来增强封装质量。通过高功率激光器局部加热释放碱金属,同时在腔壁上形成均匀的石蜡镀层以延长极化原子寿命。本文实现了160℃的低温阳极键合封装,键合率达到95%以上。封装的碱金属铷释放后仍具有金属光泽,实现的最小双腔室体积为6.5mm×4.5mm×2mm。铷的吸收光谱表明铷有效地封装在腔室中,证明两步低温阳极键合工艺制作碱金属蒸气腔室是可行的。

利用原子腔场的Raman相互作用制备多种形式的原子纠缠态

提出了一种利用Λ型三能级原子与相干态腔场的Raman相互作用制备原子纠缠态的方案.研究表明,在简单的条件下。

非线性原子-腔-光纤系统中的量子关联转移和量子态传输

在光腔被非线性克尔介质充满的原子-腔-光纤系统中,研究了非线性克尔介质对于不同原子系综之间量子态传输和非经典关联(量子纠缠,量子失谐)转移的影响。结果表明非线性克尔介质能够增加目标原子系综间量子态的保真度和非经典关联的数值,减缓保真度和量子关联衰减的速率,从而延长量子态传输和非经典关联转移存在的时间。此外,利用迹距离的度量方法研究了非线性克尔介质对于系统中量子信息流动的影响,发现非线性克尔介质能够减小迹距离衰减的速率,减缓目标原子系综中量子信息的流出,并增加其量子信息存储的时间。

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.

利用∧型三能级原子与腔场的Raman相互作用制备二项式态的叠加态(英文)

提出了一种制备二项式态的叠加态，亦即类Schr6山nger猫态的方案．在这个方案里，A型三能级原子被送入初始时处于二项式态的腔中，通过原子一腔场的Raman相互作用，原子一胜场系统处于缠结态·通过对原子的选择测量，原子一腔场塌缩到类Schrodnger猫态．

两原子腔QED系统中的双光子吸收现象

详细研究了两原子腔量子电动力学系统中的双光子吸收现象。在自由空间中,由于存在量子干涉效应,两个不同频率的原子无法被同时激发。但是,在强耦合的腔量子电动力学系统中,原子与腔场间的耦合导致系统中出现新的跃迁通道,从而使双原子激发成为可能。通过数值模拟主方程,详细研究了两原子腔量子电动力学系统的光子激发谱,并与双光子激发谱进行比较,证明了双光子激发的可能性。通过进一步分析光子的二阶关联函数、双原子激发概率,揭示了腔内光子的统计性质和实现双原子激发的物理机制。

利用原子-腔场的Raman相互作用制备类自旋多腔场纠缠态

提出了一种利用Λ型三能级原子与相干态腔场的Raman相互作用制备类自旋多腔场纠缠态的方案。

量子化驻波腔场中缀饰态原子的演化态矢

基于原子与腔场共振相互作用及原子 -场缀饰态 ,建立了两缀饰态原子平移运动Schr dinger方程的一般关系 .然后在对驻波腔场的合适的近似方案下 ,求得了整个原子 -腔场系统的演化波函数 .

多原子测量和腔中真空单光子组合态的隐形传递

提出了一个隐形传送多量子位真空和单光子叠加纠缠腔场态的方案,通过原子与腔场发生非共振与共振相互作用以及控制原子与腔场相互作用的时间实现非破坏测量和交换信息,发现了通过测量原子的状态识别4个Bell腔场态的方法.

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.

原子—腔耦合系统中光子数分布的时间演化行为

采用量子主方程方法通过计算光子数分布随时间演化来研究一个二能级原子与单模腔耦合的系统的量子统计.在好腔和坏腔的条件下,讨论了光子数分布随纯失相、原子自发辐射率以及腔场衰减率改变的时间演化行为.研究表明无论好腔条件下还是坏腔条件下,腔场内的光子都先成亚泊松分布,最终趋于泊松分布.

对腔外原子操作时腔内原子的发射性质(英文)

考虑初始处于W态的三个双能级原子,将其中两个分别注入处于真空态的两个腔中,发生共振相互作用。通过对腔外原子进行适当的旋转及测量,可使腔场发射双模压缩光,并且当旋转角度发生变化时,压缩的程度也会发生变化。

原子-腔-光纤复合系统中的纠缠特性(英文)

采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,研究了由两个二能级原子与光纤联接的单模腔构成的系统的纠缠特性.利用数值计算方法讨论了原子与腔场的耦合强度和原子选择性测量对纠缠特性的影响.研究结果表明:对一个原子的选择性测量,可增强原子间与腔场间和腔场与腔场间的纠缠.

利用原子--腔模拉曼相互作用操纵纠缠态(英文)

基于原子 -腔模拉曼相互作用 ,提出了制备纠缠原子态的方案 .用这种方法 ,能够制备原子Bell态和多原子GHZ态 .此外 ,还能够制备纠缠相干态 .值得注意的是利用这种技术 ,我们能够完成量子态的隐形传送 .比如Bell类型的、纠缠原子态的和纠缠相干态的隐形传送 .最后 。

在原子-腔-光纤系统中制备N个腔模的W态(英文)

提出了一个在原子-腔-光纤系统中制备最大纠缠的W态方案,要求原子与腔之间的耦合常数要比拉比频率小的多。通过暗态绝热演化方法,使原子的自发辐射和光模损耗得到有效抑制。因此一些参数的涨落对此方案的影响比较小。该方案操作比较简便,只要调节原子与腔场之间的耦合系数就能得到W态。此系统构成量子网络的一部分。

两原子与两个单模腔场量子统计相干性质的研究

采用量子主方程方法来研究由两个二能级原子与两个单模腔耦合的耗散系统.研究结果揭示了平均光子数、q因子以及二阶相关度在不同腔场衰减率k的条件下随时间的演化关系.在旋波近似下,二阶相干度的演化曲线呈现了"小锯齿状",表现为系统的量子噪声.并且随着腔场衰减率k的增大,量子噪声增大.结果还表明无论腔场衰减率取何值,腔场内的光子都先成亚泊松分布,最终趋于泊松分布.

腔外原子选择测量对腔内原子量子性质的调控

考虑了2个初始处于纠缠态的级联三能级原子,将其中一个原子注入高Q腔中与单模压缩真空场发生共振相互作用。利用全量子理论和数值计算方法研究了腔外原子的选择测量对腔内原子偶极振幅平方压缩的影响。结果表明,通过对腔外原子进行选择性测量,可调控腔内原子的偶极振幅平方压缩。