两二能级原子系统的量子纠缠

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量子纠缠现象是量子力学不同于经典物理最奇特、最不可思议的特征。由于量子纠缠态特殊的物理性质,使量子信息具有经典信息所没有的许多新的特征,同时量子纠缠态也为量子信息传输和量子信息处理提供了新的物理资源。研究量子纠缠态及其在量子信息科学中的应用,具有非常重要的意义和价值。本文主要研究两二能级原子系统的量子纠缠。全文共分为四章。 第一章介绍量子纠缠的基本理论。简述了量子纠缠态的定义,EPR佯谬和Bell不等式,给出了几类常见的量子纠缠态;简单介绍了量子纠缠的几种量度方法以及几种主要的量子纠缠操纵;最后简述了本文的工作。 第二章研究两个部分纠缠二能级原子与单模真空场相互作用的量子纠缠。利用量子约化熵研究了两部分纠缠二能级原子与单模真空场之间的量子纠缠;利用量子相对熵研究了两部分纠缠二能级原子之间的量子纠缠;讨论了原子偶极-偶极相互作用对系统量子纠缠的影响。我们发现系统呈现出周期性的量子纠缠行为,量子纠缠的大小与周期依赖于原子之间的偶极.偶极相互作用。选取适当的系统参数和相互作用时间,可以制备原子-场最大纠缠态与原子-原子最大纠缠态。 第三章研究在强经典场驱动下单模腔场中两二能级原子系统的量子纠缠。结果表明:初始制备在基态的两二能级原子系统在单模腔场(大失谐)和强经典场的共同作用下能产生量子纠缠,量子纠缠呈现周期性的变化,周期大小只与腔场有关;初始制备在最大纠缠态的两二能级原子系统,在单模腔场(大失谐)和强经典场的共同作用下能很好地保持原子系统的最大纠缠度。通过选择适当的参数条件和相互作用时间,可以制备出不同形式的两二能级原子最大纠缠态。 第四章对全文进行了总结与展望。
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