連續(xù)變量糾纏及量子點(diǎn)輸運(yùn)性質(zhì)的控制.pdf

1、近年來(lái)有關(guān)連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備及其在量子信息處理中的應(yīng)用是量子光學(xué)和量子信息科學(xué)的前沿研究領(lǐng)域。這不僅是因?yàn)閷?duì)于連續(xù)變量糾纏性質(zhì)的研究可以用于驗(yàn)證量子力學(xué)的基本原理，而且還由于連續(xù)變量糾纏態(tài)是量子信息處理的基本資源。并且，由于體系與周圍環(huán)境的相互作用而導(dǎo)致的退相干的影響，使得所制備的糾纏態(tài)很脆弱而難以保存。因此制各抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定的、高糾纏度的糾纏光也是我們研究的內(nèi)容之一。另一方面，隨著微納米加工技術(shù)的發(fā)展，人們可以制備出量子點(diǎn)這

2、樣具有類似原子特征的“人造原子”，并且由于量子點(diǎn)具有可操控性，研究外加光場(chǎng)對(duì)量子點(diǎn)體系輸運(yùn)性質(zhì)的影響受到人們的廣泛關(guān)注，本文后面一部分工作研究了利用相干場(chǎng)的相對(duì)相位來(lái)控制兩耦合量子點(diǎn)的輸運(yùn)性質(zhì)，并且還研究了利用偏振光來(lái)導(dǎo)致二能級(jí)量子點(diǎn)在的順序隧穿區(qū)域自旋極化輸運(yùn)。 首先，我們研究了如何利用單模腔場(chǎng)中的四個(gè)原子系綜來(lái)制備連續(xù)變量糾纏態(tài)。我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)適當(dāng)選擇激光脈沖的相位和振幅，并借助于腔場(chǎng)耗散的作用，四個(gè)原子系綜可確定性地演化到類

3、Cluster四組分糾纏態(tài)和連續(xù)變量類GHZ四組分糾纏態(tài)。接下來(lái)，我們討論了利用基于零拍測(cè)量的量子反饋來(lái)提高非線性耦合器中的糾纏。我們引入兩個(gè)反饋回路來(lái)改變驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的強(qiáng)度從而控制算符Xθ1+Xθ2以及算符Yθ1-Yθ2的漲落，這里算符Xθj和Yθj(i=1，2)是光場(chǎng)方位角為θ的兩振幅算符。我們根據(jù)Wismen的馬爾可夫反饋理論得到了引入反饋后系統(tǒng)的主方程，并且解析求解了反饋主方程。研究發(fā)現(xiàn)反饋能夠有效的提高非線性耦合器腔內(nèi)的糾纏、雙模壓

4、縮及純度，并且還發(fā)現(xiàn)引入反饋的方位角對(duì)反饋能否提高糾纏起到?jīng)Q定性的作用。當(dāng)引入反饋的方位角為θ=0時(shí)，引入反饋不能夠提高系統(tǒng)的糾纏。當(dāng)引入反饋的方位角為θ=0.25π時(shí)，反饋能最大程度的提高糾纏。 另一方面，我們還研究了用相干場(chǎng)的相對(duì)相位來(lái)控制一個(gè)耦合量子點(diǎn)系統(tǒng)的輸運(yùn)性質(zhì)。當(dāng)右邊電極的化學(xué)勢(shì)在右邊量子點(diǎn)能級(jí)間時(shí)，我們討論了在兩量子點(diǎn)基態(tài)能量差△不同的條件下，兩激光場(chǎng)的相對(duì)相位對(duì)輸運(yùn)電流的控制。我們發(fā)現(xiàn)電流譜展現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu)，并且峰的

5、位置和大小可以由激光場(chǎng)的相對(duì)相位θ1和θ2來(lái)控制。我們還發(fā)現(xiàn)電流的峰值能被大致調(diào)到零，這是因?yàn)橛捎趦蓷l躍遷路徑之間的完全相消干涉而使電子被捕獲在左邊量子點(diǎn)的基態(tài)上，這效應(yīng)可以用相位θ1和θ2來(lái)控制，因此，我們可以利用這個(gè)效應(yīng)來(lái)做光學(xué)控制的電流開(kāi)關(guān)。當(dāng)右邊電極的化學(xué)勢(shì)比右邊量子點(diǎn)基態(tài)能級(jí)低時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)電子能夠被捕獲到暗態(tài)上，即兩個(gè)量子點(diǎn)基態(tài)的疊加態(tài)上，此時(shí)電流為零。最后，我們研究了一種由偏振光驅(qū)動(dòng)的二能級(jí)量子點(diǎn)在順序隧穿區(qū)域的自旋極化輸運(yùn)