基于绝热演化通道的任意比特对称Dicke态的制备

根据绝热通道技术及暗态的演化机制,提出多个囚禁离子量子比特的纠缠Dicke态制备方案.该方案实现了处于激发状态的离子数连续可调,可完成任意对称Dicke态的制备.离子阱系统处于暗态,且能按照量子绝热演化进行,对试验参数的涨落不敏感.离子阱系统具有良好的屏蔽性,使离子几乎不受外界环境的影响,对离子比特的量子操作有更高的保真度.

压缩算子导致的原子对称Dicke态

在腔QED系统中,我们提出一种基于腔模压缩态实现多量子比特平衡Dicke态的方案.此方案最后利用对腔模的真空状态检测确切实现平衡对称Dicke态,由于最后腔模检测需为真空态,腔模-原子的相互作用过程可以通过虚激发过程实现.因此,该方案中纠缠态保真度对实验参数的涨落不敏感.原则上该方案可以扩展到任意偶数个原子相互作用的情况.

任意多光子Dicke态的制备

量子Dicke态对于多粒子量子纠缠结构和性质的研究,以及量子网络的构建有着重要的意义.基于线性光学和交叉相位调制技术,利用三个基本量子门,给出了四光子Dicke态制备、任意系数W态制备以及任意系数和光子数的Dicke态制备方案.这些方案的确定性、任意性、高效性将为研究量子纠缠结构性质以及量子网络提供一定的便利.

Dicke超辐射态的两原子、三原子产生的微激光

通过Dicke超辐射态方法研究了两原子、三原子产生的微激光 ,并将所得到平均光子数和均方差与前文的原子跃迁态产生的结果进行比较 ,发现它们均表现出“稳定性优于单原子微激光”特点 ,但略有差别。

能够突破标准量子极限的原子双数态的制备研究

所有经典的双模(两路径)干涉仪的相位测量精度都受限于1/N/(1/2)(其中N为参与干涉测量的总粒子数),这一极限被称为经典极限或标准量子极限.量子计量学最重要的目标之一是探索如何通过量子纠缠实现超越经典极限的测量精度.双数态是一种能突破经典极限的纠缠态,它由数目相等、不可区分的自旋朝上和朝下(双模)玻色粒子组成.通过光学自发参量下转换或囚禁离子内态的操控手段已实现了不到十个光子或离子的双数态.利用玻色-爱因斯坦凝聚体中原子的自旋混合过程,近年来也能产生多达几千个原子的双数态.但是这样制备的双数态的总粒子数的随机涨落过大,限制了它们的实际应用潜力.最近,我们通过调控原子凝聚体中的量子相变,实现了超过一万个原子的双数态的确定性制备.本文简要综述这一研究进展.