相干態(tài)在量子信息處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、在量子光學(xué)中，運(yùn)用Jaynes-Cummings模型光場(chǎng)與原子相互作用系統(tǒng)的非經(jīng)典特性研究一直受到關(guān)注。本文應(yīng)用全量子理論和數(shù)值計(jì)算方法來(lái)研究相干態(tài)光場(chǎng)與原子相互作用的動(dòng)力學(xué)特性；運(yùn)動(dòng)原子與相干態(tài)光場(chǎng)相互作用光場(chǎng)壓縮效應(yīng)、運(yùn)動(dòng)原子與相干態(tài)光場(chǎng)相互作用反聚束效應(yīng)；型三能級(jí)原子與相干態(tài)光場(chǎng)大失諧作用獲得最大糾纏態(tài)和制備任意相干量子疊加態(tài)、實(shí)現(xiàn)非最大糾纏態(tài)的糾纏濃縮，得出了一系列有意義的結(jié)論。
　　 第一章簡(jiǎn)要介紹光場(chǎng)與原子相互作用的

2、基本理論，相干態(tài)光場(chǎng)形式、光場(chǎng)與原子作用的幾種理論模型、推廣的Jaynes-Cummings模型、糾纏度與非最大糾纏態(tài)的糾纏濃縮和純化。
　　 第二章運(yùn)用數(shù)值計(jì)算方法和全量子理論研究相干態(tài)光場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)二能級(jí)原子相互作用系統(tǒng)的光場(chǎng)壓縮效應(yīng)、雙模糾纏相干態(tài)光場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)三能級(jí)原子相互作用系統(tǒng)的反聚束效應(yīng)。具體討論了原子運(yùn)動(dòng)速度變化、基態(tài)模參數(shù)和相位角對(duì)光場(chǎng)壓縮特性的影響。結(jié)果表明：（1）原子運(yùn)動(dòng)速度的增大使曲線周期逐漸變小，光場(chǎng)由部分壓縮

3、到剛好完全壓縮轉(zhuǎn)化到不壓縮；隨著相干態(tài)光場(chǎng)基態(tài)模參數(shù)的增大，光場(chǎng)由完全壓縮到部分壓縮乃至完全不壓縮；相位角的增大，光場(chǎng)隨之由不壓縮逐漸變?yōu)椴糠謮嚎s然后出現(xiàn)剛好完全壓縮最后又到不壓縮。（2）研究雙模糾纏相干光場(chǎng)與運(yùn)動(dòng)三能級(jí)原子相互作用過(guò)程中的結(jié)果表明：平均光子數(shù)較小時(shí)，雙模糾纏相干光場(chǎng)的糾纏度和原子初態(tài)變化引起曲線振蕩幅度變化，產(chǎn)生弱關(guān)聯(lián)；平均光子數(shù)取一定數(shù)值，原子運(yùn)動(dòng)速度增大導(dǎo)致時(shí)間演化曲線顯著上移，振蕩周期變小，引起系統(tǒng)較強(qiáng)的反聚束效

4、應(yīng)；當(dāng)平均光子數(shù)較大時(shí)，雙模糾纏相干光場(chǎng)的糾纏度和原子初態(tài)對(duì)演化曲線不產(chǎn)生任何影響；平均光子數(shù)變動(dòng)不大，系統(tǒng)就可由聚束效應(yīng)躍變?yōu)榉淳凼?yīng)，關(guān)聯(lián)最強(qiáng)。
　　 第三章在腔量子電動(dòng)力學(xué)體系中,運(yùn)用相干態(tài)光場(chǎng)與 型三能級(jí)原子大失諧作用：（1）在經(jīng)典場(chǎng)輔助作用下，以此最大糾纏態(tài)作為量子通道遠(yuǎn)程制備可隨意操控的相干態(tài)光場(chǎng)任意疊加態(tài)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出對(duì)于疊加系數(shù)為實(shí)數(shù)的相干態(tài)光場(chǎng)的疊加態(tài)，通過(guò)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)操作，遠(yuǎn)程制備成功的概率是100﹪。最后討