复合光学系统中的量子纠缠动力学特性和快慢光效应研究

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量子纠缠是量子力学中最基本的概念,是量子信息领域中最宝贵的资源,有着非常重要的实际应用。例如,量子编码、量子隐形传态、量子纠错码、量子网络、量子计算等。通过像离子阱、线性光学系统、腔QED等不同的量子体系可以实现纠缠的制备。腔光力系统在光信号精密探测、量子力学以及量子通信等方面的研究中有着非常重要的意义。该系统能够轻易的引入以原子、电子及量子点为代表的一些辅助系统,为物质和光场的相互作用提供一个良好的平台。其中,引入原子介质可以有效提高光场与机械振子间的非线性耦合强度,这将有益于研究腔光力系统的一些量子特性,例如纠缠态的制备、机械振子的压缩态、电磁诱导透明等。基于量子纠缠及快慢光效应在量子通信领域的发展前景,本论文对复合光学系统中的纠缠动力学特性和快慢光效应进行了研究,具体研究内容如下:第一,研究了耦合到辅助腔的腔QED系统的有效强耦合和纠缠动力学。分析了两个量子发射器(如两能级原子)在各种有效参数下的纠缠动力学。发现原子与辅助腔之间可以实现强耦合。最后,我们得到了两个原子之间的最大纠缠和原子与辅助腔之间的远程最大纠缠。第二,研究了由Fabry-Perot腔与辅助腔耦合,并由泵浦激光场和弱探测激光场驱动的复合光力系统中的快慢光效应。结果表明,通过改变腔场与泵浦场之间频率的失谐量可以实现快慢光效应的转换。此外,辅助腔在复合系统中起着关键作用,它提供了一个量子通道来影响探测光场的吸收。最后,提出了一种有效的、准确的测量两腔耦合强度的方法。
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