利用量子庫(kù)構(gòu)建原子與光場(chǎng)壓縮算符的研究.pdf

1、壓縮純屬量子效應(yīng)，是海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理的直接結(jié)果。量子壓縮用于精度測(cè)量、引力波探測(cè)、改善光譜敏感性、增強(qiáng)光學(xué)通信中信噪比等。產(chǎn)生壓縮態(tài)的方式之一就是利用壓縮算符。在這篇論文中，我們主要利用量子庫(kù)構(gòu)建原子與光場(chǎng)壓縮算符。壓縮與糾纏有著緊密的關(guān)聯(lián)。糾纏是存在于兩體或多體系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間的一種非經(jīng)典的關(guān)聯(lián)。量子糾纏作為一種重要的資源，在量子信息處理和量子通信中起著重要的作用。
　　首先，類比于光場(chǎng)，在Holstein-Primakoff表

2、象中原子系綜的等效玻色?？杀恢苽涞蕉嗄嚎s態(tài)、多體連續(xù)變量團(tuán)簇態(tài)和Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)糾纏態(tài)。我們的方案利用了串聯(lián)光腔，每個(gè)光腔中放置一個(gè)原子系綜。通過(guò)穩(wěn)定的原子基態(tài)之間的拉曼躍遷，原子與腔場(chǎng)、激光場(chǎng)相互作用。鑒于原子基態(tài)具有長(zhǎng)壽命，原子系綜用作量子網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，原子系綜的團(tuán)簇糾纏態(tài)應(yīng)用于單向量子計(jì)算機(jī)，而GHZ糾纏態(tài)應(yīng)用于量子通訊。
　　接著，我們表明，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)原子-腔庫(kù)，可獲得原子

3、系綜和光場(chǎng)的混合系統(tǒng)的雙模壓縮和糾纏態(tài)，其中原子系綜與光場(chǎng)之間不發(fā)生直接的相互作用。本質(zhì)的機(jī)制是基于系統(tǒng)與庫(kù)之間的雙模壓縮相互作用和分束器相互作用的結(jié)合效應(yīng)。庫(kù)機(jī)制對(duì)于量子網(wǎng)絡(luò)是重要的，因?yàn)樵诹孔泳W(wǎng)絡(luò)中該庫(kù)機(jī)制為沒(méi)有直接相互作用的定域的基于物質(zhì)的記憶和光學(xué)量子信息載體提供分界面。
　　最后，在電磁誘導(dǎo)透明系統(tǒng)中，與腔的壽命相比，原子具有長(zhǎng)壽命相干，并與激光場(chǎng)非絕熱地相互作用。我們表明，由于非絕熱效應(yīng)，強(qiáng)度和強(qiáng)度差的高頻起伏被壓縮至