腔磁系统中磁振子的反聚束效应研究

来源 :延边大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vivien2009
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量子光学的发展加快了量子科技应用的步伐,量子世界中许多非经典特性为信息处理提供了独特的优势。量子信息处理与经典信息处理方式不同,由于其在信息编码、传输、计算和存储等任务中具有许多独特的优点,成为未来通信领域和信息计算领域发展的必然趋势。单磁振子源在相干信息传递、单磁振子照明等方面显示了强大的活力,腔磁系统更长的相干时间、高频信息交换、更大的光-物质耦合强度为量子光学研究提供了一个新的平台,腔光磁学相较于腔光力学具有更好的稳定性,更有利于微电子设备、量子元件集成发展,在未来的量子信息时代拥有更多的潜在应用前景。单量子源在量子通信中起着至关重要的作用,如何实现完美的单量子源一直是很多研究者关注的问题。要实现单量子源必须实现单量子阻塞,它的核心思想是通过一定的物理机制阻断单激发态与双激发态之间的激发路径。阻塞机制分为传统阻塞和非传统阻塞,传统阻塞利用混合系统能级的非均匀分布,通过调节外部驱动频率使其与单激发态共振并与双激发态失谐进而实现阻断激发路径的目的。但是,传统阻塞往往需要较大的耦合强度来实现更大的能级劈裂。非传统阻塞主要依靠系统中多个不可分辨的激发路径之间的相消干涉,相比于非传统阻塞机制,它在弱耦合的情况下仍然适用。本文在腔磁系统中研究了磁振子反聚束效应,利用腔磁系统强耦合低耗散的优势,非传统阻塞和传统阻塞机制在适当的参数条件下可以同时存在。量子比特和静磁模通过超导微波腔间接相互耦合,我们在量子比特和磁性材料薄膜上分别施加一个弱驱动场,通过改变外部驱动场频率来调节系统与外部驱动场之间的耦合能级。我们给出系统哈密顿量并根据薛定谔方程解析求得了磁振子阻塞的最佳条件,并且找到全局最佳阻塞区域。我们用主方程描述了系统的动力学演化,在实验可行的参数条件下数值求解了磁振子等时二阶关联函数,其与解析最佳条件一致。全局阻塞处传统阻塞和非传统阻塞两种机制共存,这不仅仅增强了阻塞效果也提高了平均单磁振子数。
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