原子的初态和耦合强度对量子系统纠缠度的影响

在两耦合二能级原子与单模光场相互作用系统中,利用部分转置矩阵负本征值方法,研究了原子初态及耦合强度对原子间纠缠度的影响.结果表明:两原子间纠缠呈现周期性振荡,随着原子初态θ增大,原子间纠缠时间变长,纠缠振幅也变大;随着两原子间的耦合强度增大,原子间纠缠的周期变大,次波变少.

Tavis-Cummings模型中两原子纠缠的时间演化

基于两个子系统的复合体系的纠缠度可以用复合体系密度矩阵的部分转置矩阵负本征值来定义的特性,利用数值模拟方法研究了与单模粒子数场进行相互作用的Tavis-Cummings模型中两原子的纠缠的时间演化．当考虑两原子初始处于混态时,结果表明,粒子数场的初始态、两原子的初始态以及两原子与粒子数光场的耦合常数的大小都对两个原子间纠缠度的时间演化特性有着显著的影响．

耗散腔中双原子与光场的纠缠演化特性

采用全量子理论方法,研究了处于耗散腔中的双原子与单模相干光场相互作用系统,分析了双原子与光场之间以及两原子之间的纠缠演化特性,讨论了腔场的衰减以及原子与光场间的失谐量对双原子与光场之间以及两原子之间纠缠演化特性的影响.结果表明,当腔场存在损耗时,原子与光场之间可出现纠缠,但在长时极限下,纠缠逐渐消灭;而失谐量对原子与光场间的纠缠存在着显著影响;初始处于最大纠缠的两原子之间的纠缠,由于光场的衰变而逐渐减弱,但原子-光场之间的失谐可抑制这一衰减.

经典驱动J-C模型中的纠缠演化和转移特性研究

研究了受经典场驱动的两个二能级原子分别与两个单模腔场相互作用模型中两原子的纠缠动力学行为。该工作主要是对经典场驱动存在的J-C模型进行研究,采用数值计算的方法,详细分析了纠缠初始状态以及经典场的驱动强度对原子纠缠和转移特性的影响。结果表明,适当调节经典场驱动强度,可以使原子的纠缠突然死亡现象得到抑制,同时实现原子与腔场间的最大转移。

多光子T-C模型中二项式光场与两纠缠原子相互作用的原子纠缠演化

利用全量子理论,研究了多光子Tavis-Cumming模型(T-C模型)中两纠缠原子与二项式光场的纠缠演化特性,讨论了不同初始状态下二项式光场系数、原子间的偶极-偶极相互作用对纠缠演化特性的影响.计算结果表明,二项式光场系数影响两原子间纠缠演化的周期性,在5nπ(n=0,1,2,…)以外的其他nπ值附近的值域内出现纠缠现象.随着光场系数η的增大,出现纠缠现象的时域范围逐渐增加,两原子间的退纠缠时间缩短,原子间的偶极-偶极相互作用可对纠缠度的振荡和纠缠度的大小产生影响.

T-C模型中运动原子与二项式光场相互作用的原子纠缠演化

利用全量子理论,研究了Tavis-Cumming模型(T-C模型)中运动双原子与二项式光场相互作用系统的两原子纠缠演化特性。计算结果表明:两个运动原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性;不同初始状态下,二项式光场系数、原子运动速度对原子间的纠缠演化有显著的影响。二项式光场系数影响原子间振荡频率以及消纠缠持续时间,不影响纠缠演化的周期。随着原子运动速度的增大,原子间的纠缠演化周期逐渐缩短,而纠缠度峰值的大小和振荡频率不变。

相位退相干对多光子过程中两原子纠缠的影响

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与数态光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了相位退相干系数、原子间偶极-偶极相互作用系数、跃迁光子数对原子间纠缠演化特性的影响。结果表明:相位退相干因子并不能完全破坏两原子间的相干性,而是衰减了原子间纠缠度的振荡幅度。随着偶极相互作用系数的增大和跃迁光子数的增多,两原子最终处于纠缠度值较稳定的纠缠态;两纠缠原子相干性越好,两原子越容易达到纠缠度值较大且稳定的纠缠态。

双光子Tavis-Cummings模型中原子的纠缠演化特性

用部分转置矩阵负本征值方法研究了二能级原子与双模场相互作用模型中原子的纠缠演化特性,讨论了原子与腔场之间失谐量及耦合强度对原子间纠缠度的影响.结果表明:原子与腔场之间失谐量的变化能够改变原子间纠缠程度,而原子与腔场之间耦合强度的变化能够改变原子纠缠周期的大小.

多光子过程中相位退相干时两原子布居数反转

利用全量子理论的方法,研究了存在相位退相干时多光子T—C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的布居数反转.讨论了相位退相干系数、二项式光场系数、最大光子数、跃迁光子数对原子布居数反转的影响.结果表明:相位退相干减少了原子布居数反转的振幅、破坏了原子的量子特性.改变跃迁光子数,可以改变原子间布居数反转演化周期及演化强度.当二项式光场的最大光子数增大时,原子布居差的崩塌-回复现象就会逐渐消失.相位退相干因子不变时,二项式光场从相干态过渡到数态过程中,原子布居的振荡频率由大变小,周期性的崩塌与回复现象逐渐消失.

相位退相干下二项式光场与原子相互作用的纠缠特性

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与二项式光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了二项式光场的最大光子数M、二项式光场系数η、相位退相干系数γ、跃迁光子数m对原子间纠缠度的影响。结果表明:在γ的作用下,随着M的增加,两原子间纠缠较容易达到稳定的状态,且纠缠度的稳定值变大;选取适当的参量后,随着η的增加,两原子间的纠缠更容易趋于稳定状态,纠缠度稳定值将变小;η越小,纠缠演化的周期越明显。随着γ的增大,纠缠演化不具有周期性易趋于退纠缠。随着m的增大,振荡周期缩短,纠缠强度减弱。

色散对T-C模型两原子纠缠演化特性的影响

用部分转置矩阵负本征值,研究了两个原子之间存在偶极相互作用的情况下,再加入三阶色散相后,腔中两原子的纠缠演化。结果表明:色散系数取1时对纠缠量的影响和不加色散介质时相比区别不大,但随着色散系数的增大,原子处于纠缠态的时间变短变多,原子的演化周期明显加速。

耗散腔场中两原子间的纠缠特性

研究了在大失谐条件下一位于能量耗散腔中,两个二能级原子与单模辐射场相互作用系统中原子间纠缠的时间演化特性,讨论了两原子的初始状态、腔场衰变常数以及光场的平均光子数对原子纠缠度的影响.结果表明:当两原子均处于激发态或基态时,两原子始终处于分离状态;而当两原子初始均处于激发态与基态的相干叠加态时,腔场损耗对原子纠缠度的影响随时间的演化逐渐消失,但原子偶极—偶极相互作用使原子间的纠缠程度得到加强.

Kerr介质对粒子数光场中双原子纠缠演化的影响

初始纠缠的双原子中的一个原子与高Q腔中的单模光场发生相互作用,我们分析了在真空场、粒子数场及Kerr介质环境下两原子间的纠缠演化特性,发现在真空条件下两原子的纠缠有规则的作周期性变化;在粒子数场中两原子的纠缠度严重衰减,演化过程中达到最大纠缠的几率大大减少,且在一定时间段内纠缠消失,产生纠缠猝死现象,随着粒子数增加,纠缠猝死区域不断增加,对两原子的纠缠造成极大地破坏;但当系统在Kerr介质环境中发生相互作用时,发现能有效消除粒子数场中产生的纠缠猝死现象,在一定条件下能使两原子间的纠缠度在高值状态窄幅震荡。

两非等同纠缠原子与单模光场相互作用系统的纠缠特性

研究了在考虑腔场有能量损耗、原子有自发辐射时,两非等同纠缠原子与单模腔场相互作用过程中两原子之间的纠缠特性。结果表明;两纠缠原子的纠缠特性与两原子初态、腔场耗散系数k、原子的自发辐射率Γ及两原子与腔、场的耦合系数g1g2有一定的联系。

非线性Jaynes-Cummings模型中原子与光场的纠缠特性

利用密度矩阵的部分转置矩阵负本征值,研究了附加Kerr介质依赖强度耦合Jaynes-Cummings模型中原子与光场纠缠度随时间的演化特性,讨论了Kerr介质与不同初始光场对原子—光场纠缠度的影响.结果表明:原子—光场纠缠度随时间作周期性演化,其演化周期由光场与原子耦合强度以及光场与介质相互作用强度来确定,并随耦合强度和相互作用强度的增加而减小,其纠缠程度会随光场的初始状态的不同而产生明显的变化.

双光子J-C模型实现非定域双原子系统量子特性的远程控制

考虑一对纠缠的二能级原子之一与单模腔场发生双光子共振相互作用,经腔QED演化后,对腔场进行光子探测,通过操纵相互作用的时间和光场参数以及初态两纠缠原子的纠缠度,可远程调控腔外原子表现出更强的非经典效应,如原子的偶极压缩;同时使用相同的方法对远程控制的信道-原子间的纠缠演化也进行了控制,从而更有效地实现对原子量子特性的控制.并且发现原子的压缩和原子间的纠缠存在一定的对应关系.

双J-C模型中两原子的纠缠动力学特征

初始处于类贝尔纠缠态的完全一样的二能级原子A和B分别与空间分离的两处于真空场的腔场a和腔场b发生相互作用,利用双Jaynes-Cummings理论模型进行分析,我们采用部分转置矩阵的负本征值(negativity)的方法研究了两原子间纠缠度随时间演化的动力学特征,通过数值计算和理论分析发现在一定参数范围内原子间出现纠缠猝死现象;通过参数调整能有效缩小纠缠猝死区域,在一定的参数条件下能有效消除两原子间的纠缠猝死现象。

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性,初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器.

Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性

研究了两个纠缠的两能级原子与单模粒子数场进行相互作用系统中两原子的纠缠演化.结果表明:两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性,初始两原子的状态、原子之间的偶极相互作用和粒子数场对腔中两个原子的纠缠有着显著的影响.发现适当选择原子的初态,两原子会永远处于最大纠缠态.

双模腔场中两原子纠缠的动力学性质

研究了由两个初始处于类贝尔纠缠态的二能级原子与双模粒子数场组成的相互作用系统中,腔场参量、环境及能量转移对两原子纠缠化特性的影响。结果表明:两原子之间的纠缠演化呈现周期性,两原子的纠缠初态、原子之间的偶极相互作用和双模粒子数场中的光子数对其有着显著的影响。同时发现当双模光场均为非真空场时,两原子的纠缠会出现猝死现象,原子之间的偶极相互作用对该现象的产生具有抑制作用,强偶极作用能维持两原子间的纠缠量一直保持比较大的状态。进一步分析了两原子子系统的纠缠演化与原子-光场纠缠演化的关系,指出纠缠猝死现象发生时所暂时失去的纠缠量被转移给了环境。在文末,对两原子子系统纠缠度随时间的变化与两原子能量变化之间的联系进行了比较直观的说明。