場與原子相互作用中量子退相干問題的研究.pdf

1、1935年，Einstein、Podolsky和Rosen提出了著名的EPR佯謬，量子糾纏態(tài)的概念由此產(chǎn)生。量子糾纏是量子力學最突出的性質之一，它在量子信息學中的各個領域都具有重要的作用，量子糾纏態(tài)的產(chǎn)生和操縱日益受到人們的關注。近年來，以量子通訊和量子計算為主要內(nèi)容的量子信息學作為一門新興學科日益發(fā)展起來，尤其是在實驗中取得的令人矚目的成就推動了量子光學和量子信息學理論研究的進一步深化。量子糾纏態(tài)在量子計算、量子通信等領域的初步應用極

2、大地推動了量子光學和量子信息學基本理論的發(fā)展。 在量子信息處理中，由于量子系統(tǒng)與環(huán)境之間不可避免的耦合，使得量子系統(tǒng)的一些特性如糾纏、相干性及非定域性隨著時間的推移逐漸衰減。研究糾纏、相干性及非定域性這些量子特性隨時間的演化具有重要意義。本文主要研究了一系列原子和光場作用中的有關量子光學和量子信息問題。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1、研究了非關聯(lián)雙模相干場與耦合雙原子多光子相互作用過程中原子布居差的時間演化規(guī)律。結

3、果表明，當兩原子初始處于1/√2(|+，->-|-，+>)態(tài)時，原子粒子布居差恒為零；當兩原子初始時刻的狀態(tài)為其它三個Bell態(tài)時，原子粒子布居差的時間演化強烈依賴于原子間的偶極—偶極相互作用強度、場—原子間的耦合系數(shù)以及原子的躍遷光子數(shù)。隨著原子間的偶極—偶極相互作用的增強，原子躍遷光子數(shù)的增加，原子布居差的時間演化中，Rabi型振蕩的頻率都會明顯加快，并且當原子間的偶極—偶極相互作用強度足夠大時，原子布居差的崩塌—回復現(xiàn)象就會消失。

4、 2、研究了存在相位退相干時原子與光場相互作用的糾纏演化和保持。研究發(fā)現(xiàn)，不存在相位退相干時，糾纏的時間演化明顯受到失諧量的影響，若選取適當?shù)氖еC量，系統(tǒng)的糾纏可長時間保持在最大糾纏態(tài)。若考慮相位退相干的影響，則在共振情況下系統(tǒng)糾纏的時間演化是一個逐漸衰減的過程，且最終衰減到零；但若存在適當?shù)氖еC量，則在初始一段時間內(nèi)系統(tǒng)的糾纏也是一個波動幅度逐漸衰減的過程，但隨著時間的演化，失諧量抵消了相位退相干的影響，使系統(tǒng)的糾纏不再衰減到