多能级系统的量子Zeno效应(英文)

众所周知,当不稳定量子系统被频繁测量时,量子Zeno效应就会发生,此效应在量子信息和量子通信中具有重要意义.然而,以前人们所研究的量子Zeno效应多数是针对二能级系统.可以验证三能级系统里同样存在量子Zeno效应,这将对不同量子系统量子态跃迁的阻止和量子Zeno效应的理解带来帮助,同时,在此基础上拓展到高维系统,也证明此效应的存在.

基于量子Zeno效应的量子态纯化研究

量子Zeno效应表述为频繁地测量不稳定量子系统可以阻止其初始态的变化.辅助系统与目标系统存在相互作用,当辅助系统被频繁地测量时,目标系统的量子态可以被驱动着向目标量子态变化,这就是由量子Zeno效应衍生出来的量子Zeno-like测量.基于此测量可以设计出只需要一次操作就可以实现完美的量子态纯化方案.

基于量子Zeno效应的二位防错方案

讨论了量子Zeno 效应中测量的特点, 指出这种测量只是使系统塌缩到原态的一种操作; 通过用控制非门的偶数次操作, 提出了一种理论上更简单、更易实现的二位防错方案。

Zeno佯谬与量子Zeno效应浅析

由Zeno佯谬引出的量子Zeno效应是现代量子物理学中的一个有趣而又令人费解的问题,本文通过对Zeno佯谬以及量子Zeno效应的论证分析,探讨了在普通时间和Zeno时间层面上所表现出来的有限与无限问题.

量子Zeno效应对原子布居翻转的影响

在量子信息的研究中,量子Zeno效应(QZE)的研究对量子信息的处理有重要作用.针对原子—场相互作用系统,在Jaynes Cummings(JC)模型下,研究在不同测量时间间隔中,布居翻转与初态存活概率的变化趋势.同时得出在时间间隔足够小时,产生QZE,进而得出QZE对布居翻转的影响.

从对中子存活概率的影响来看量子Zeno效应

在量子理论中,量子Zeno效应的研究对量子信息处理有着重要作用.本文讨论了在不同测量时间间隔中,量子测量对中子转化为反中子概率的影响,从而引出了量子Zeno效应.

旋波近似下的量子Zeno效应时间

频繁对系统进行量子测量会产生阻抑不稳定量子态衰减的量子Zeno效应。通过对哈密顿量以及不稳定量子态进行中岛变换,在薛定谔绘景下直接计算出量子Zeno效应时间,得出弱耦合情况下发生量子Zeno效应所需的最基本条件,给出量子Zeno效应时间与测量光场频率、耦合强度及不稳定量子态自身能级间隔之间的关系。

量子Zeno效应与JC系统中的纠缠

对原子-场相互作用系统,在Jaynes-Cummings (JC)模型下,研究了频繁测量与原子-场间纠缠度的关系。数值计算结果表明,失谐度越大测量后初态存活几率的衰减率与原子-场的纠缠度均越小;随着测量的时间间隔的减小,初态存活几率趋向不衰减,出现了量子Zeno效应。结果得出,频繁测量和减小失谐度可以抑制初态存活几率的衰减。原子-场纠缠度与初态存活几率存在一定的联系,即改变失谐度的大小使原子-场纠缠度与初态存活几率的变化趋势一样。

利用量子Zeno动力学与里德堡泵浦效应耗散制备Bell态

提出在QED系统中耗散制备两个里德堡原子的任意一种最大Bell态方案.该方案仅需要一个单模腔,并联合了量子Zeno动力学及里德堡泵浦效应,其中原子的自发辐射被视为有利因素,同时腔始终处于真空态,有效地抑制了腔泄漏效应。此外,对Lindblad主方程的数值模拟结果表明,在现有的实验条件下,耗散制备得到的Bell态保真度可达到99%以上,本方案不需要特定的初态,也不需要精确控制系统的演化时间,从而降低了实验操作难度.

非旋波近似的Zeno时间计算

在非旋波近似条件下,利用中岛变换对二能级系统哈密顿量进行幺正转换,将耦合条件进行适当拓宽,在更加广泛的适应范围内计算Zeno时间,研究二能级系统非旋波项对Zeno时间的影响。计算发现,Zeno时间与二能级系统的能级间隔成反比关系,与旋波近似条件下的计算结果比较,非旋波近似条件的Zeno时间计算更加准确。同时表明,只有基于相同物理模型的非旋波项才可以使量子Zeno时间的计算更加精确。

经典场驱动对量子系统生存概率的影响

考虑一个受经典场驱动的二能级系统与零温玻色子库相互作用,研究经典场驱动对量子Zeno效应和量子反Zeno效应中量子系统存活概率的影响.结果表明,经典场驱动可以降低量子系统的有效衰减率,即提高量子系统的存活概率.此外,环境的欧姆性对于提高量子系统的存活概率也起着重要作用,设置适当的环境欧姆参数可降低量子系统的有效衰减率.再者,随着二能级系统与经典场之间失谐量的增加,量子系统的存活概率降低,而通过增加经典场驱动的强度或选择合适的环境欧姆参数,可以抑制失谐带来的负面影响.

基于腔衰减辅助的受激拉曼绝热跟随技术的量子计算方案（英文）

提出了一个基于腔QED系统实现无退相干子空间中任意两比特纠缠逻辑门的理论方案,结合已有的单量子比特的逻辑操作,就可以完成任意的量子计算.两个相同的原子囚禁在单模光学腔中,并受到外加激光场的驱动,在腔场初态处于真空态的情况下,大的腔场衰减相当于对腔场进行频繁测量,而使之保持在真空态,这种效应就是腔场衰减协助的量子Zeno效应,它通过生成腔场的无退相干子空间而有效地抑制了腔场衰减的影响.另一方面,利用受激Raman绝热过程来克服原子自发辐射的影响,所以方案可以获得很高保真度的纠缠逻辑门.

无相互作用的量子克隆机(英文)

通过量子Zeno效应的无相互作用测量,提出了1→2经济型相位协变克隆机和1→3无辅助粒子的相位协变克隆机的实现方案.文中构建的量子克隆机与以往的方法相比结构简单,并有很高的成功几率,而且即使在外部有很强的环境干扰的情况下,仍然可以获得与克隆机最优值非常接近的保真度.

量子测量对三维光子晶体中Λ型原子动力学性质的影响

讨论了量子测量对各向异性光子晶体中Λ型激发态原子衰减的影响,主要包括衰减的抑制和加速效应.研究发现,这样的量子测量效应不仅与原子共振频率相对于光子晶体带边的位置有关,还与量子测量本身的频率大小相关.由于各向异性光子晶体的影响,较小频率的量子测量也能得到抑制衰减的效应.