基于Jaynes-Cummings模型的量子参数估计与初态优化

参数估计理论是根据实验测量数据推断物理模型中未知参数的重要理论工具.Jaynes-Cumming模型是量子光学中广泛使用的模型,描述了二能级原子和单模量子光场之间的相互作用.利用参数估计理论系统地研究了该模型中光-原子耦合强度g的估计精度,并找到了可达到最高估计精度的初态.该结果可以提高基于Jaynes-Cumming模型的量子精密测量的精度,该研究方法也可用于其他基于混合量子系统的量子度量学研究.

退相干演化对Jaynes-Cummings模型影响的考察

使用混态演化的Kraus求和方法,考虑在退极化模式下,基于Jaynes-Cummings模型设定初态,对退相干时间演化后末态的保真度与von Neumann熵的变化进行了讨论分析.结果表明,存在退相干演化的量子态保真度会随时间发生衰减振荡至稳定,而von Neumann熵会随时间发生振幅减小的振荡变化.

First-order quantum phase transition and entanglement in the Jaynes-Cummings model with a squeezed light

We study the quantum phase transition and entanglement in the Jaynes-Cummings model with squeezed light,utilize a special transformation method to obtain the analytical ground state of the model within the near-resonance regime,and numerically verify the validity of the analytical ground state.It is found that the ground state exhibits a first-order quantum phase transition at the critical point linearly induced by squeezed light,and the ground state entanglement reaches its maximum when the qubit-field coupling strength is large enough at the critical point.

含原子运动的Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度

研究了相干光场作用下的含原子运动的Jaynes Cummings模型中体系量子态保真度 ,讨论了不同的原子初态条件下 ,原子的运动和场模结构对体系中的量子态保真度的影响。结果表明 :在一定的条件下 ,原子运动的速度和场模结构参数可调制相互作用体系的量子态保真度。

双光子Jaynes-Cummings模型中的纠缠演化和热纠缠态现象

文中利用共生纠缠度研究了双光子Jaynes Cummings模型中原子与腔纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态。结果表明 ,腔场中原子与腔展现出周期性的纠缠演化过程 ,演化周期随原子与腔耦合强度的增大而减小 ;在有限温度下 ,系统的共生纠缠度随温度的升高而降低 ,当趋近临界温度时 ,系统纠缠现象消失 ,这一临界温度值与原子 腔耦合强度成正比。对于典型的实验数据 ,临界温度大约在～ 10 -5K数量级。

Kerr效应对非线性Jaynes-Cummings模型场熵和缠结的影响

Phoenix和Knight提出的量子熵理论 ,用量子熵作为缠结程度的量度 ,研究了附加克尔介质依赖强度耦合Jaynes Cummings模型场熵演化的动力学特性和原子 场的缠结特性 ,详细地讨论了克尔效应及初始相干光场的强弱对场熵演化特性和原子 场缠结特性的影响 ,并与原子反转特性相比较 结果表明 :在初始相干光场较弱时 ( n =1 0 ) ,克尔介质的非线性相互作用破坏了场熵演化的周期性 ,原子 场不再周期消缠结 但在初始相干光场较强时 ( n =5 0 ) ,克尔介质非线性相互作用只是使场熵演化的周期性减弱 ,场熵的演化仍近似地有周期性 ,原子 场仍周期消缠结 ,克尔效应越强 ,周期越小 当克尔介质与光场强耦合相互作用时 ( χ/g =5 ) ,原子

利用Raman型的Jaynes-Cummings模型传送原子态

提出了一种利用 V型三能级原子与相干态腔场的

与压缩真空相互作用的具有强度耦合的广义Jaynes-Cummings模型的相位动力学(英文)

考虑具有强度耦合的广义Jaynes-Cummings模型与压缩真空相互作用。根据Pegg和Barnett新的相位理论 ,不仅得到了压缩真空场的相位分布 ,相位期待值和相位涨落的普遍表示式 ,及其演化图示 ,而且还导出了弱压缩真空和强压缩真空情形的近似角析表示式。对于压缩真空的压缩量与相位特性之间的关系进行了简要讨论。

多光子反Jaynes-Cummings模型中纠缠原子的布居数演化

利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与两个全同的纠缠二能级原子相互作用时纠缠原子的布居数演化,并讨论相干光场的平均光子数及跃迁光子数对纠缠原子布居数产生的影响。结果表明:随着相干光场平均光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差减小,布居数的振荡曲线整体上移;随着跃迁光子数的增加纠缠二能级原子处于激发态和基态的几率差增大,振荡曲线整体下移。

密度相关的多光子Jaynes-Cummings模型的修饰SU(2)相干态及其量子特性

基于密度相关的多光子Jaynes Cummings模型的群结构,定义了该模型的修饰SU(2)相干态,并研究了以修饰SU(2)相干态作为初态的系统的原子和光场的压缩效应,光子的反聚束效应等.

多光子反Jaynes-Cummings模型中混合态二能级原子的粒子数反转特性

利用多光子反Jaynes-Cummings模型研究了单模相干光场与混合态二能级原子相互作用时,二能级原子的粒子数反转特性.讨论了相干光场的平均光子数、跃迁光子数以及原子初始态的混合度等参量对粒子数反转的影响.结果表明:二能级原子的粒子数反转有周期性的崩塌和回复现象.相干光场平均光子数和跃迁光子数的增加会改变原子的回复周期和崩塌的衰减时间;随相干光场平均光子数的增加粒子数反转的振荡频率增大;随着混合度的减少回复的周期性和崩塌的衰减时间不发生变化但粒子数反转的振荡幅度增大.

阻尼Jaynes-Cummings模型下两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度

利用数值计算的方法,在阻尼Jaynes-Cummings(J-C)模型下,研究两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度,分析了原子的初始状态、跃迁频率、腔场频率、耗散阻尼系数等参量对系统中量子态保真度的影响.结果表明,无耗散阻尼时,保真度在整个区间出现规则的周期振荡,但随着耗散阻尼的增加,量子态保真度振荡的幅度越来越小,最后达到一个稳定值.

用不变量方法解具有非线性场和原子与场非线性耦合的Jaynes-Cummings模型(英文)

采用Lewis-Riesenfeld不变量方法研究了具有非线性场和任意形式原子与场相互作用的Jaynes-Cummings模型.该模型由于具有超对称代数结构,因此其Hamiltonian量可用超对称算符的线性组合表示.在算符N′的本征值子空间,用生成元算符构造出系统的不变量后,利用不变量方法求得了系统的一般波函数和时间演化算符,同时也计算了原子布居数和光子数的时间演化表达式.

强度有关的多光子Jaynes-Cummings模型的精确解

基于强度有关的多光子Jaynes Cummings模型SU(2)群结构,用代数方法求得该模型的时间演化算符,并在一个子空间中求得该系统的一个特解和相应的通解.其余空间的解按同样的方法直接得到.最后,讨论了该方法的优点.

非线性Jaynes-Cummings模型中原子偶极矩的高阶压缩

研究了非线性双光子Jaynes Cummings(J C)模型系统中原子偶极矩高阶压缩的时间演化特性及其产生条件。结果表明 ,在弱场条件下 ,原子偶极矩色散或吸收分量的二阶和六阶量子涨落可被周期性压缩 ,非线性修正项或失谐量以及热噪声对压缩程度有显著的影响。

在海森伯表象中求解推广的依赖强度耦合的Jaynes-Cummings模型

我们推广了通常的依赖强度耦合的Jaynes-Cummings模型,并得到其精确解。同时分析了场的初态分别为相(?)态和热平衡态时,原子的能量随时间的演化。

含时调制的Jaynes-Cummings模型的AA相位

基于含时调制的Jaynes Cummings模型的 SU(2 )群结构 ,利用规范变换 ,求得该系统的AA相位 .

环境温度对多光子Jaynes-Cummings模型制备的原子与单模腔场纠缠态的影响

借助于共生纠缠度方法 ,考察了共振的多光子Jaynes-Cummings模型的热纠缠态现象 .研究结果表明 :原子与单模腔场形成纠缠态的纠缠度随环境温度升高而急剧地减小 ,但在该Jaynes -Cummings模型中存在产生热纠缠态的临界温度 ,当环境温度超过这一温度值时 ,原子与腔场的纠缠态消失 .同时也表明 ,临界温度仅由原子与腔肠的耦合强度和原子跃迁时发射或吸收光子数决定 .因此 ,选择强耦合的原子与腔场量子系统可以在较高环境温度下实现原子与腔场的纠缠态并保持它 .

耗散Jaynes-Cummings模型中微观与唯象学主方程方法的比较

在有耗散的Jaynes-Cummings模型中,对原子与腔复合系统初始处于贝尔态或是原子激发态而腔场为真空态时分别运用微观与唯象学主方程进行求解,并分析这两类主方程在不同耦合区域的区别.结果显示,在强耦合和大失谐情况下,微观主方程求解得到的原子基态的布居数呈线性增长,但唯象学主方程获得的结果却呈非线性增加.在弱耦合区域,这两类主方程求解得到的原子基态布居数都出现快速增加,但是用唯象学主方程要比用微观主方程得到的布居数增加得更快.通过分析与讨论,该结果可能对耗散的腔QED中更好的实现逻辑门提供理论参考.

利用大失谐Jaynes-Cummings模型实现原子的隐形传态(英文)

提出了一个未知原子的隐形传态方案 ,它是通过原子与腔场大失谐相互作用实现的 方案中 ,两原子缠结的EPR态作为联系发送者与接收者之间的量子信息通道 ,将欲传送的未知原子和EPR态中的一个原子依次注入到初始制备于相干态 |α〉的腔场 ,然后分别对两原子和腔场进行联合测量 ,通过经典信息通道将测量结果传递给接收者 这样 。