耗散腔量子电动力学系统中量子Fisher信息和量子相干性分布

基于耗散腔量子电动力学系统,研究了两量子比特间的量子Fisher信息和量子相干性受环境耗散的影响。发现量子Fisher信息在初始时刻会随着时间的演化而增大,而且经过较长相互作用时间后,两量子比特间会呈现稳态的量子Fisher信息。其次,还发现环境耗散并不会完全摧毁两量子比特间的量子相干性,当作用时间较长时,稳态量子相干性可以在两量子比特间得以存活,并且稳态量子相干性对于系统的初始参数,环境的耗散系数以及腔场的平均光子数都非常敏感。最后,借助迹距离的方法,还探讨了环境耗散对于系统中量子信息流动的影响。

基于可调腔量子电动力学系统中多比特纠缠态的制备

量子纠缠态是量子信息处理和量子通信领域中的核心资源。在量子计算机的硬件研究中,超导系统具有较为突出的优势,本论文结合该系统最新的实验进展,提出了在可调腔量子电动力学系统中实现多比特量子纠缠态的制备方案,频率可调的超导腔与相位比特之间的耦合作用形成XY形式,通过调节腔场的频率依次与不同的比特一个接一个地共振作用,并控制合适的作用时间,将会便捷地实现纠缠态制备。基于该系统可控制强、相干性好、易扩展等优点,本方案在实验上具有一定的可行性和指导意义。

大失谐腔QED中任意初态双原子系统的量子信息保真度

运用全量子理论研究了大失谐腔QED中任意初态(纯态和混合态)两全同二能级原子的量子信息保真度.讨论了系统初态和原子耦合程度对量子信息保真度的影响;揭示了保真度演化的物理实质.结果表明,系统的保真度呈周期性演化,保真度演化的振幅的受原子混合度的调制,演化周期受原子耦合系数的控制.恰当选取两原子的初态、控制好相互作用时间,可以获得系统量子信息的高保真输出,产生在量子信息处理中有广泛应用的周期量子回声.

利用动力学去耦合脉冲增大和调节量子相干性和三体纠缠

本文研究了动力学去耦合脉冲对腔量子电动力学系统中量子相干性,量子失谐和量子纠缠的影响,发现动力学去耦合脉冲不仅能够增大系统中两原子之间的量子相干性,同时也能增大它们之间非经典关联(量子失谐和量子纠缠).另外,凭借迹距离的方法,探讨了动力学去耦合脉冲增大两原子之间量子相干性的原因,通过探究可以看出动力学去耦合脉冲能够控制和加速量子信息从其他子系统回流到两个原子中去,并减少两原子子系统和其他子系统之间的量子信息流动,从而增加两原子间的量子相干性和非经典关联.最后,利用保真度的方法研究了系统中三体纠缠出现的情况,结果显示在不同的时间,系统中会出现三体纠缠,特别值得指出的是,可以通过动力学去耦合脉冲来调节和增加系统中三体纠缠出现的时间.

色散吸收非对称介质光腔系统中光场量子起伏的功率谱

借助系统格林函数和色散吸收介质中电磁场量子化过程 ,通过数值计算研究非对称色散吸收介质光腔系统中光场量子起伏的功率谱 结果表明 ,介质的折射和吸收性质分别对真空场起伏功率谱的振荡频率、振幅产生影响 ,腔两侧介质折射系数的对称性能更有效地抑制腔外空间场起伏功率谱的振荡 ;介质折射系数愈大 ,则其中光场起伏功率谱振荡中心愈低、振荡频率愈大 ,与此同时 。

通过腔QED实现量子可控相位反转门

我们提出了一种实现量子可控相位反转门 (CPF)的方法 ,基于的是单光子脉冲和各携带有一个三能级离子的两个微球腔之间的相互作用。这种离子之间的CPF门具有高保真度和低错误率 ,并且稳定 ,易于扩展。在当前的腔QED技术下 ,我们的方案更有可操作性 ,在未来的量子计算机系统中有可能成为一个可应用的基本单元。

基于SQUIDs和腔场相互作用传送量子信息的方案(英文)

本文提出了一个基于SQUIDs和腔场的大失谐相互作用传送量子信息的方案,此方案可以直接地、百分之百地实现量子信息的传送.该方案中腔场和SQUIDs系统之间没有量子信息的传递,腔场只是虚激发,这样对腔的品质因子的要求大大的降低了.同时也可以在SQUIDs之间建立传送量子信息的量子网络.

基于光纤连接的耦合腔量子电动力学系统中三体纠缠动力学

考虑腔场初始处于弱相干场的情况,采用三体纠缠的张量计算法来度量三原子间的纠缠,研究了基于光纤连接的耦合腔量子电动力学系统中原子间三体纠缠动力学。通过数值计算讨论了腔-光纤耦合强度变化,以及弱相干场强度变化对原子间三体纠缠特性的影响。研究结果表明:随腔模和光纤模间耦合系数增大,原子间三体纠缠减弱。另一方面,随弱相干场强度增大,原子间的三体纠缠增强。

阶梯型三能级原子-腔耦合系统中Fock态的产生

探讨了阶梯形三能级原子 腔耦合系统中由绝热跟随技术引起的光子Fock态的产生 .结果发现 :对于单模腔QED系统 ,通过受激拉曼绝热跟随技术 ,在微波区域内可实现单光子Fock态的制备 ;对于双模腔QED系统 ,通过斯塔克移动的快绝热跟随技术可实现双光子对Fock态的产生 .

耦合腔系统中Bose-Hubbard模型与稳态制备的理论研究

该文研究两腔耦合系统,每个腔包含一个四能级原子,在强场驱动和大失谐条件下,得到系统的有效BoseHubbard哈密顿,通过改变经典场拉比频率进行量子操控,在拉比频率由小变大的过程中,系统经历由真空态向稳态的制备过程;通过模拟两腔之间的基态纠缠熵时,发现并得到最大熵的参数及纠缠熵的变化规律,为量子信息过程提供有效的模拟平台。

光学偶极俘获及单量子测量

对目前的腔QED系统实现强耦合的条件进行了讨论。主要内容包括 :获得强耦合的一般条件 ,我们目前的可能达到的最好结果分析 :不同腔组合可能达到的参数 ,与量子点、光子晶体、纳米腔以及微球腔QED的比较 ;单原子 (单光子 )测量的基本过程 :单原子辐射的基本特点 ,非经典性的测量 ,包括差拍测量 ,光子统计特性的分析。不同单光子量子态 (或多光子量子态 )在采用HBT实验测量中的修正等问题。对热光和相干光的初步实验对比证实了理论模型。原子操控的进展 :铯原子光学偶极俘获 ,最近的实验结果 ,利用CCD荧光探测对偶极阱的测量结果。

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。

量子导引在结构化环境中退相干演化

以腔量子动力学系统为研究对象,讨论量子关联态的可导引性在结构化光场环境中演化规律.系统与各自环境的相互作用导致了量子退相干,其过程可以通过量子噪声信道描述.从数学几何角度,我们通过量子导引椭体球的动态形变和体积变化,研究两体量子纠缠态中量子可导引性的动力学过程,分析了量子退相干对量子导引非对称性的影响.我们发现,随着量子关联态的演化,系统和各自环境的耦合会大大改变量子导引椭体球的形态,压缩其体积,从而降低量子导引.与单个系统经历量子噪声信道相比,在2个系统同时经历噪声信道的情形中,量子导引椭体球的形变更加剧烈.另一方面,当系统与环境发生强耦合时,与相同时间段内的弱耦合情况相比,量子导引的衰减被加速.

噪声环境中量子Fisher信息的几何表示

从数学几何角度研究了噪声通道中相位参数估计的量子Fisher信息。对于单量子态,参数估计精度可用态Bloch矢量在XY平面上的投影长度定量刻画。对于多体广义GHZ量子纠缠态,量子Fisher信息也可以用一个等效密度算子的Bloch矢量来描述。以腔量子动力学系统为研究对象,考虑一种典型的退振幅噪声通道,发现如果原子系统和环境场中心频率存在失谐量,环境与耦合增加会抑制量子Fisher信息的衰减,Bloch矢量也会保持在球体赤道表面振荡。相比于直积态,N个初始纠缠的广义GHZ态的量子Fisher信息会得到N倍的提高,但是其衰减也会加快。

Remote Three-Party Quantum State Sharing Based on Three-Atom Entangled States Assisted by Cavity QED and Flying Qubits

我们在场分享的一个遥远的三聚会的量状态(QSTS ) 有三原子的 GreenbergerHorneZeilinger (GHZ ) 状态的计划由洞证完和飞的 qubits 帮助了。为处于一个 GHZ 状态与三原子的系统安全地建立量隧道充当飞的 qubits 利用一些光子，它也许仅仅基于原子系统使这个遥远的 QSTS 计划比一些另外的计划更实际或光子微弱地与他们的环境交往的离子陷井系统。在洞的静止原子 qubits 的连贯在 QSTS 为聚会提供便利检查偷听，与纠缠的光子系统不同。而且，处于一个集体噪音的条件和它的现在的计划工作可能是比在在未来的应用的其它更实际的。

Selective Atom-Cavity Interaction Scheme for Quantum Controlled-NOT Gate Using Four-Level Atoms in Cavity QED System

我们为实现建议一个计划量用通过在洞量 electrodynamics 的一个选择原子洞相互作用的二个四水平的原子的控制不的门操作系统。在我们的协议，量信息在二个原子的稳定的地面状态上被编码。在在原子和单个模式的真空洞地之间的相互作用期间，当大原子洞 detuning 有效地压制原子的自发的腐烂，原子自发的排放是可以忽略的。驱散的影响和控制不的门和我们的建议的试验性的可行性也被讨论的忠实和量的相应成功概率上的相互作用时间的偏差。

Generation of W States with Many Superconducting-Quantum-Interference-Devices in Cavity QED

We propose a scheme to generate the W states with many SQUIDs (superconducting-quantum-interferencedevices)in cavity QED via Raman transition.In this scheme,the transfer of quantum information between the SQUIDsand cavity is not required.And the cavity field is only virtually excited,thus the cavity decay is suppressed during theW states generation.The SQUIDs are always populated in the two ground states.Therefore,the scheme is insensitiveto the spontaneous emission of the excited level of the SQUID and cavity decay.

Efficient Atomic One-Qubit Phase Gate Realized by a Cavity QED and Identical Atoms System

我们在场与穿过一些相同原子在被套住的一个光洞的一个二水平的原子实现一扇 one-qubit 阶段门的一个计划。一个人能方便地由适当地选择在洞和穿过洞的原子的速度套住的原子的数字获得门的任意的阶段移动。现在的计划为实现 one-qubit 阶段门提供一个很简单、有效的方法。