典型量子系統(tǒng)中的糾纏調(diào)制及信息處理.pdf

1、量子糾纏是量子力學(xué)特有的現(xiàn)象，一直是物理學(xué)中一個引人注目的研究領(lǐng)域，是實現(xiàn)量子通信的關(guān)鍵要素。量子態(tài)是量子信息的載體，量子信息的處理是對編碼的量子態(tài)進行傳輸過程，量子態(tài)制備和量子信息傳輸質(zhì)量的評價，成為量子信息領(lǐng)域中的重要任務(wù)。依賴強度耦合雙模多光子J-C模型和同時考慮原子運動和光場頻率變化相互作用系統(tǒng)是具有典型意義的量子系統(tǒng)，本文研究這兩類系統(tǒng)中的糾纏調(diào)控、各類量子態(tài)的制備及信息保真度的問題，得出了一系列新的有意義的結(jié)論:
　　

2、1、給出了依賴強度耦合雙模J-C模型多光子過程的哈密頓量，在強場條件下，分別運用量子約化熵和量子相對熵研究二能級原子與雙模相干場依賴強度耦合多光子過程中，原子和場之間的糾纏以及雙模場的模間糾纏演化及糾纏態(tài)的制備。結(jié)果表明，這兩類糾纏演化均與原子躍遷時吸收（或發(fā)射）的光子數(shù)k密切相關(guān)。在多光子過程中（k≥2），原子-場之間產(chǎn)生持續(xù)的最大糾纏，雙模場的模間糾纏演化呈現(xiàn)非線性變化，兩類糾纏失去對抗性。分別制備了與時間無關(guān)的原子-場EPR態(tài)和場

3、的模間糾纏態(tài)。
　　2、在旋波近似下，同時考慮原子運動和光場頻率隨時間作正弦函數(shù)變化，運用量子約化熵研究二能級原子與單模輻射場相互作用系統(tǒng)中場與原子的糾纏演化規(guī)律;利用數(shù)值計算的方法分別給出了在不考慮與考慮原子的運動的情況下場熵隨時間的演化曲線，討論了原子運動、場模結(jié)構(gòu)、場頻率的幅值和角頻率變化對場熵的影響;解析制備了光場與原子的糾纏態(tài)、光場偶數(shù)態(tài)及原子相干疊加態(tài)，獲得了調(diào)控和制備上述量子態(tài)的系統(tǒng)參數(shù)。結(jié)果表明場熵的演化受場頻率變

4、化的調(diào)制;原子的運動導(dǎo)致了場熵演化周期加倍;在場頻率變化的角頻率一定的情形下，場熵演化規(guī)律與場模結(jié)構(gòu)參數(shù)的奇偶性有關(guān);無論原子運動與否，都可周期性制備場-原子的近似EPR態(tài)。
　　3、在旋波近似下，同時考慮原子運動和光場頻率隨時間作正弦函數(shù)變化，運用全量子理論研究了二能級原子與單模輻射場相互作用系統(tǒng)中量子態(tài)保真度的演化。數(shù)值討論了原子初態(tài)、原子運動速度、場模結(jié)構(gòu)參數(shù)、場頻率變化的幅值和角頻率對量子信息保真度的影響。結(jié)果表明，通過選