囚禁原子的发射谱和量子纠缠演化特性

来源 :中国科学院大学(中国科学院精密测量科学与技术创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kabasiji2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
光腔中囚禁离子系统在量子计算和量子通信等领域有着广泛的应用前景,囚禁离子与光场相互作用的研究备受关注;量子纠缠是操控、存储和传递量子信息的基本资源,所以纠缠态的制备、纠缠的度量以及纠缠的传递一直是量子光学和量子信息科学的热门课题。本文研究了囚禁在光腔中二能级原子的发射谱及其动力学行为,考察了两个二能级原子分别与双模光场的一个模相互作用的系统中原子间纠缠和腔场模间纠缠的演化规律。首先,我们研究了理想腔中单模行波光场驱动的囚禁二能级原子的发射谱及其动力学行为,给出了不同调谐参数下系统的等效哈密顿量,推导了原子发射谱的一般表达式和系统的演化态矢。我们的研究结果表明囚禁原子的发射谱和动力学行为不仅依赖于系统的初态,还与调谐参数和Lamb-Dicke参数密切相关。选择适当的条件,系统既可演化到原子内态、原子质心运动和腔场的最大三体纠缠纯态-GHZ态,也可演化到原子内态和腔场(原子质心运动)的最大两体纠缠纯态-Bell态。其次,我们研究了在Lamb-Dicke参数较小情况下单模驻波光场驱动的俘获二能级原子发射谱,讨论了原子质心运动对原子发射谱的影响。当原子质心运动与光场无关联时,原子质心运动的存在不影响原子发射谱对光场和原子偶极矩相对相位的敏感性,随着原子质心运动平均能量的增强,原子发射谱峰间的相对距离减小,峰高的变化与原子质心运动和光场所处的状态有关。当原子质心运动与光场有关联时,原子发射谱失去其相位敏感性,在适当条件下原子发射谱峰的数目减少,峰高增大,峰宽变小。我们还利用negativity和concurrence两种纠缠度度量标准,考察了双原子与双模光场相互作用系统中,原子间纠缠和光场模间纠缠随时间的演化规律,发现在原子和光场相互作用过程中二者可以相互转换,在一定条件下二者还具有很好的对应关系;通过比较negativity和concurrence这两种度量标准,发现二者在判断纠缠存在与否的标准上是完全相同的,而在纠缠度大小的度量标准上不能始终保持一致。最后,我们研究了原子间偶极-偶极相互作用对原子和腔场间纠缠传递的影响,弱偶极相互作用不仅可以诱导原子间纠缠,而且几乎不影响原子和腔场间的纠缠传递;强偶极相互作用亦可诱导原子间纠缠,并可使原子初始时刻具有的纠缠保持下来,却使原子很难将其纠缠传递给光场。
其他文献
本文利用基函数展开法并引入线性最小二乘拟合方法求解原子在强激光场中的含时Schr(?)dinger方程。该方法首先将含时波函数按某一基函数展开,但是不象Close-coupling方法那样通过计算矩阵元得到展开系数,而是通过采用线性最小二乘拟合法的方法来确定展开系数,这样就避免了计算大量的矩阵元。在本文中还首次利用B样条函数和截断的Fourier级数的线性组合作为基函数,这种基函数的主要优点是不仅
离子阱物理及相关技术的研究一直是原子分子物理的前沿课题。随着它自身的迅速发展以及向其它相关科学的渗透、延伸,不断在高新技术领域得以应用并在基础领域产生多个新的科学生长点,如新型频标、多种特殊离子的碰撞研究和量子信息。本文的主要内容包括射频阱中低能多电荷离子的电荷转移实验研究和单个超冷离子与激光相互作用动力学特性的理论研究。 首先用电子枪轰击产生N2+离子,研究它与N2的碰撞电荷转移来对自行设
5’-三磷酸腺苷(ATP)是一种非常重要的能量物质,它与金属离子的复合物是众多生物酶促反应必不可少的辅因子,对研究生化反应过程具有显著的指导意义。核苷酸与金属离子的相互作用只有在溶液中才能表达其生物功能,现代核磁共振技术是研究物质在溶液中相互作用的有力工具,可以在分子水平上给出溶液中复合物的构象,提供丰富的结构信息。 近年来,杜菲博士在NMR实验中发现ATP与金属离子Fe3+及Zn2-的配合
蛋白质是一种最能体现生命特征的生物高分子。生命现象的本质特征是适应性。其中一个典型的现象是蛋白质的温度适应性,即不同的蛋白质可以在不同的温度下完成相似的功能。目前,蛋白质温度适应性的机理是一个非常重要的研究课题。该方面的研究进而可有助于理解蛋白质折叠和稳定性问题。本文将使用格点模型来分析蛋白质的温度适应性,它包括三个方面:第一方面是关于格点模拟中折叠模式的选择问题。格点模拟是研究蛋白质折叠一般性原
在量子信息领域,对信息的传输一直以来是研究的主要课题,最为引人注目的量子信息的传输是量子隐形传态(teleportation)方案和量子态远程制备(RSP)方案。在这两种方案的基础上,本文讨论了量子信息传输的一些过程,我们利用纠缠态作为资源,考察了量子隐形传态中待传送态的重建以及在噪声存在的情况下,量子态的远程制备过程。此外,利用态算子(state-operator)的特性,在对信息处理的过程中实
众所周知,Rydberg原子是研究量子混沌的重要体系,而强场中的Rydberg原子是原子物理的重要课题之一。本文针对Ba原子实效应的轨道动力学表现,采用强外场Rydberg原子标度能谱技术,结合半经典闭合轨道理论计算进行了研究。主要工作包括以下四个方面:1、解决了扫描磁场谱实验中的运动Stark效应补偿问题。实验中我们改进了前人针对某一速度的原子在某一磁场下进行一次实验以补偿了运动Stark效应的
外磁场和外加受限环境对原子性质有重要影响,相关研究是原子物理的基础研究方向之一,在理解量子混沌、量子尺寸效应和形状效应中有着重要的意义。采用量子力学理论对受限原子进行研究涉及变量不可分离薛定谔方程的求解、复杂边界条件及界面条件的处理等基本理论问题,因而有重要的学术意义。同时,外磁场和受限环境中原子性质的研究与其他学科(如:天体物理、凝聚态物理、等离子体物理等)有密切关系。本文利用B-spline基
本文主要讨论一类半线性椭圆型方程组的解的存在性以及定义在全空间上的非线性Schro¨dinger方程的解的存在性.在第二章中,我们考虑半线性椭圆型方程组:其中Ω是RN中的光滑有界区域, N≥3,λ和μ是非负的实数.当非线性项是超线性时,利用环绕定理,爆破的技巧以及Liouville型定理,我们分别讨论了λ和μ满足0≤λμ 1的情形下,方程组的非负非平凡解的存在性.在第三章中,我们考
本文主要研究内容为:1.二维平面上一类台球动力系统的周期轨道分布;2.黎曼流形上具有非一致双曲性质的微分同胚的迭代所得到的动力系统的统计性质;3.黎曼球面上有理映射迭代所产生的动力系统的大偏差性质。主要结论如下:在第一章中,我们假设在平面上有有限个具有光滑边界的有界凸区域,并且它们的位置满足所谓的可视条件,即它们中任意两个连接所形成的区域与其余的凸区域不相交,假定一个有一个具有一定初速度的点粒子在
在本报告中,我们主要研究了一些全纯函数空间上复合算子的有界性,紧性,弱紧性和这种算子的一些其它性质。全文共分四章。第一章是本报告的引言部分。第二章研究了Bergman空间上一个复合算子与另一个复合算子的伴随算子构成的乘积算子的紧性问题。给出了一些充分与必要的判别条件,推广了单个算子的情况,并指明了进一步向量化研究的方向。第三章研究了不同Nevanlinna型空间之间的复合算子,给出了复合算子改善函