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.

原子-腔-光纤复合系统中的非定域性演化

采用Mermin-Ardehali-Belinksii-Klyshko(MABK)不等式,讨论了原子-腔-光纤复合系统中三原子态的非定域性。通过解薛定谔方程,求出了激发数等于1时系统的态矢演化规律。利用数值计算方法,描绘了反映MABK不等式违背参量B的演化曲线,讨论了腔场与光纤模间耦合系数对MABK不等式违背的影响。研究结果表明:参量B呈现大于1现象,即MABK不等式被违背,表明系统中三原子量子态呈现非定域性;另一方面,随腔场与光纤模间耦合系数增大,MABK不等式违背增强。

原子-腔-光纤复合系统中腔场间的纠缠特性(英文)

考虑将W态中的两个二能级原子分别注入用光纤连接的耦合腔A和B中,并且原子与腔场发生共振相互作用的情况。采用Negativity熵来描述两子系统间的纠缠,研究了原子-腔-光纤复合系统中腔场间的纠缠特性。利用数值计算方法,通过对是否进行腔外原子的选择性测量情况下腔场与腔场间的纠缠的比较,讨论了对腔外原子的选择性测量和原子与腔场间的耦合系数变化对纠缠特性的影响。研究结果表明,对腔外原子的选择性测量可增强腔场与腔场间的纠缠,另一方面,随原子与腔场间的耦合系数增大腔场间纠缠增强。

超导-冷原子复合系统的研究进展

超导-冷原子复合系统因能够实现快速门操控、长寿命存储和光纤中长距离传输等特点,被认为是实现两台超导量子计算机光互联的最有潜力的复合体系之一.本文综述了近年来基于超导-冷原子复合系统实现两台超导量子计算机光互联的研究进展,包括超导芯片与冷原子相干耦合、微波光波相干转换和超导量子比特与量子转换器长程微波互联.对该复合量子系统的研究将为超导量子计算机之间的实用化光纤互联奠定物理和技术基础,有望在分布式超导量子计算机和杂化量子网络中获得广泛应用.

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。

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。

基于腔-光纤系统制备纠缠和实现远程量子逻辑门的研究进展

介绍了腔-光纤耦合系统,综述了基于此类系统制备纠缠和实现远程量子逻辑门的研究进展,并展望了基于此类系统需要进一步研究的几个问题.

三模腔-原子闭环系统中可控的量子干涉和光子传输

通过构造一个由相互垂直的两腔和一个二能级原子组成的光学腔-原子系统,研究可控的量子干涉引起的非传统光子传输现象.该系统中,两个正交腔之间通过光纤直接耦合和通过放在两腔交叉处的二能级原子间接耦合.该三模系统支持两个相互垂直的传播方向,即两探测场相互垂直.在考虑原子弛豫速率的情况下,该闭环系统中的光场、腔模与原子跃迁间相互作用所产生的可控量子干涉能导致一些新的对称或非对称的光子输运行为,如相干完美合成、相干完美透明.此外,输运的群速度也可调节,即产生快慢光效应.这些过程能够通过调节探测场间相对相位、两腔之间的隧穿耦合强度进行动态调控.该机制有望用于开发高效的量子信息处理和全光网络的功能元器件(如光开关和路由器等).

马赫-曾德复合腔激光器泄漏功率的输出特性

基于自组织相干合成原理,在马赫-曾德复合腔中引入3dB光纤环镜为共用腔镜,低反(4.5%)布拉格光栅作为输出腔镜,获得了93.5%的相干合成效率;通过对泄漏端功率输出特性的研究,在理论和实验上研究了复合腔自组织相干的物理机制。为相干合成技术研究提供新的分析思路和更便捷的方法,并能在简单的实验设施下实现。

基于光纤法布里-珀罗腔的振动测量技术研究

针对各类机械工程装备对振动测量的需求,特别是在恶劣环境下的振动测量,构建了基于光纤法布里-珀罗腔的振动测量系统,对其振动测量性能进行了深入研究,包括工作点漂移特性、高频率振动测量和小振动测量性能等进行了评测。实验结果表明:所构建的光纤振动测量系统可以实现高频率、高分辨率、高精度的振动测量,可以较好地满足各种高性能工业振动测量的需求,并对新型非压电式高精度、小体积、耐高温振动传感器研制具有较好的指导意义。

Λ型和V型三能级原子与耦合腔相互作用系统中场的量子特性

研究了能级结构分别为Λ型三能级和V型三能级结构的两个原子和通过光纤耦合的由双模腔构成的复合系统中光场的压缩效应、二阶相干度和亚泊松分布等量子特性。利用数值计算方法讨论了光纤模与腔场间的耦合强度对量子特性的影响。研究结果表明:双模光场不呈现压缩效应,但呈现出反关联和亚泊松分布的量子特性;随着光纤模与腔场间耦合强度的增强,亚泊松分布减弱。

弱相干场原子-腔-光纤系统中的量子失协

采用几何量子失协度量两个子系统间的关联,利用数值计算方法研究了原子-腔-光纤复合系统中两个原子之间和两个腔场之间的几何量子失协.讨论了腔场与光纤模间的耦合系数和弱相干场强度变化对几何量子失协的影响.研究结果表明:两原子之间和两腔场之间的几何量子失协均随时间作周期性演化,其演化频率随腔场与光纤模间的耦合系数增大而增大.另一方面,随弱相干场强度增大,两原子间和两腔场间的几何量子失协增大.这表明随弱相干场强度增大两原子间或两腔场间的关联增强.

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.

基于DSP系统的光纤Bragg光栅解调系统的研究

本文详细阐述了在特定条件下利用可调谐法布里-珀罗腔建立的F-P腔解调系统模型和通过检测F-P腔的相关参数而得到所测的参变量。在此基础上,笔者设计了采用 DSP 系统的光纤光栅传感器的解调器,其中 DSP 系统由 AT89C52 和 TMS320C5402 组成,其软硬件设计在文中均有着详细的阐述。

基于单片机的光纤Bragg光栅传感器的解调系统

长期以来 ,对光纤Bragg光栅传感器反射波长的检测是采用光谱仪 ,随着光纤Bragg光栅传感器应用的不断发展 ,光谱仪表现出越来越多的局限性。本文利用调谐法布里 -珀罗腔多光束传播 ,当法布里-珀罗腔满足特定条件时其透射光可达到最强或最弱原理 ,建立了F -P腔解调系统模型 ,通过检测F-P腔的相关参数而得到所测的参变量 ;根据光纤Bragg光栅自身特性 ,建立了匹配滤波法解调系统模型 ,应用另一光纤Bragg光栅跟踪被测光纤Bragg光栅的变化 ,从而得到所测量 ;论文指出了应用时在这两种解调方案中需要解决的关键问题。为了提高系统测量的准确性和实时性 ,系统采用单片机系统处理相关数据信息。本文系统详细阐述了在解调系统中单片机的应用及相关接口模型 。

“两原子-双模腔场”系统的腔场谱

研究了存在偶极相互作用的两等同原子与双模腔场共振相互作用双光子过程的腔场谱。研究发现 ,当两模初态都为光子数态或相干态时 ,两模腔场谱之间有很强的相互影响 ,在两模场强相同时 ,两模的光谱结构也相同 ,且在强场下都呈现三峰结构 ;当两模初态场强不同时 ,较强的一模出现简单的单峰结构 ,而较弱模光谱中三峰的距离随另一模光子数的增加而增大。当两模均为压缩真空态时 ,在强场下得到经典共振荧光谱 。

基于原子-腔系统的非绝热和乐量子计算

量子计算的实际应用依赖于高保真度的量子门,而获得高保真度量子门所面临的主要挑战之一是系统的控制误差.几何相具有仅依赖系统演化路径而与演化速度大小等细节无关的特点,因此基于几何相设计的量子门具有抵抗系统控制误差的抗噪声性.特别是,基于非绝热非阿贝尔几何相设计的和乐量子门具有完全的几何性质,并且不受绝热缓慢演化条件的限制,受到了人们的广泛关注.本文提出了利用原子-腔系统实现非绝热和乐量子计算的方案.以四能级原子的基态作为逻辑量子比特编码空间的基矢,在激光脉冲的操控下,通过公共腔模交换虚光子产生双原子基态和辅助状态之间的跃迁,实现了两比特非绝热和乐受控相位门,它与通过激光脉冲操控单原子实现的任意单比特非绝热和乐门一起组成了非绝热和乐量子计算的通用量子门.

Λ-型三能级原子与V-型三能级原子耦合腔的动力学特性

研究了由一个Λ型三能级原子、一个V型三能级原子和光纤连接的双模腔构成的系统,给出了初始激发数为1时系统态矢的演化。通过对原子1、原子2、腔A、腔B和光纤模被激发的几率的计算,研究了系统的动力学行为。讨论了光纤模与腔场间的耦合强度变化对系统的动力学行为的影响。研究结果表明:随光纤模与腔场间的耦合强度增强,原子、腔A和腔B被激发的几率随时间演化的周期性增强,但腔A和腔B被激发的几率减小。另一方面,光纤模被激发的几率随光纤模与腔场间的耦合强度变化存在非线性关系。

基于三腔-原子系统实现量子相位门

在循环三腔-原子系统中,采用旋波近似,得到有效哈密顿量,进而实现了三比特量子相位门。在操作过程中,原子和腔模分别处于基态和真空态,相位门不受退相干效应的影响。为相位门的实现、网络量子信息处理和集成量子计算提供了可行的方案。