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.

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.

超导外延薄膜YBa_2Cu_3O_(7-δ)的氧化过程研究

通过比较磁控溅射 c取向优质外延膜 YBa2 Cu3O7-δ四周封铟和不封铟样品的低温进氧过程 ,发现氧不能扩散进入封铟样品 ,表明薄膜的自由表面阻碍氧扩散进入 .薄膜的氧化过程中存在两条氧原子流 :主要的氧原子流通过刃位错增强的点阵扩散 ;少量原子流是沿螺位错的螺旋面点阵扩散进入晶粒内 .封铟实验可以区分这两条氧原子流 .

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。

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.

Λ型原子-分子三能级系统的分子转化率问题

利用解析和数值的方法对Λ型原子-分子三能级系统的量子动力学行为进行了详细研究,同时对该系统中分子转化率进行了研究.结果发现,不同的系统初态对转化率有比较大的影响,理想情况下,在初始态为原子态且在两个拉比频率相等时,可以得到较高的分子转化率,而光场的失谐会造成转化率的降低;初始态为暗态时,分子转化率为一常数,光场的失谐会增大转化率.

Λ型和V型三能级原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性

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,给出了系统态矢的演化.采用部分转置密度矩阵的负本征值来描述两个子系统间的纠缠,利用数值计算方法研究了原子与原子之间和腔场与腔场之间的纠缠特性.讨论了光纤模与腔场间的耦合强度对纠缠特性的影响.研究结果表明:随光纤模与腔场间的耦合强度增强,原子间的纠缠和腔场间的纠缠均增强.

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。

用超冷原子实验求解理论物理的强关联Hubbard问题

量子物质的许多行为常常令理论物理学家头痛，例如高温超导体，其中的机理至今仍未被真正理解，某些磁性金属（如锰-硅合金）的电阻随温度的升高按照T^1.5的规律变化，而不像一般金属那样遵从严规律，还有一种情况，当中子被紧紧压挤在一起时，其中的夸克会失去它们的全同性，形成单一均质的流体——夸克-胶子等离子体．

有散射区和Andreev反射面的单通道导体的导纳

采用分立势模型和有效散射矩阵方法,通过引入正常导体-超导体复合介观系统的局部态密度以及发射率和入射率,计算了有散射区和Andreev反射面的单通道导体的导纳.