光与原子系综相互作用及其量子存贮的理论研究

来源 :中国科学院理论物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaolianzhang
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本论文可分为四部分.第一部分包括第一章和第二章.为了论文的完整性和系统性起见,论文的第一章介绍量子信息、量子计算和量子存贮的一些基本概念.第二章简单回顾了EIT现象,介绍了基于单原子半经典方法的EIT现象的理论处理.第二部分包括第三章和第四章.第三章阐述了为何要利用EIT的系统来实现光量子信息的存贮,简单介绍用三能级∧型原子系综集体激发的方法来存贮光量子信息的基本思想.然后介绍我们关于光在基于EIT的全同玻色原子系综中的量子存贮的工作.我们从全同玻色原子集体激发的角度出发研究了量子探测光场在该系统中的量子存贮和传播问题.第四章首先以二能级原子为例引入原子系综集体激发的基本思想,讨论了在何种情况下原子集体激发算符可以当做玻色算符处理,从而可以使得问题简单化.并通过计算表明了原子系综用来作为光存贮中可能存在的一些问题,详细讨论了由于非均匀耦合系数诱导的量子漏损和由于空间运动诱导的量子漏损所带来的量子退相干的影响,相应地提出了抑制这种退相干的方案.第三部分包括论文的第五章.这一部分介绍了我们关于三能级EIT现象的一些新的研究和推广.首先,为避免原子系综中原子空间运动所带来的退相干影响,提出将∧型三能级原子固定在晶格上的电磁诱导透明机制,并阐述了该系统的隐藏对称性以及系统集体激发的能谱结构,讨论了如何利用此系统来进行量子存贮.进而讨论了多模量子光场在固定原子空间位置的系统中的暂态传播问题.然后,将上述方法推广到更一般的两光子共振时的∧型三能级原子系综EIT情况,并讨论了此时该系统的能谱结构以及探测光场的量子存贮和探测光群速度的稳态解等问题.第四部分为论文的第六章.参照对于∧型三能级原子系综完全共振EIT系统的研究,本章讨论了三能级原子系综近共振EIT系统中的几何量子存贮问题,进而研究了四能级原子系综近三光子共振EIT下的非阿贝尔几何量子存贮,并针对四能级原子系综完全三光子共振EIT系统的简化情况,详细讨论了如何利用它完成一个具体的几何存贮过程.
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