腔光力系统中双场驱动的量子纠缠动力学研究

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量子纠缠操控的实现推动了量子信息技术的快速发展,不管是在量子通信还是量子计算领域,都广泛的应用了量子纠缠态,其潜在用途已在各种应用中得到了证明。目前的研究表明,利用光力相互作用可以在腔光力系统中实现光学模式和力学振动模式间的纠缠,同时也可以实现不同光学模式或者力学模式间的纠缠。这使得腔光力系统的研究受到越来越多的关注,由于可以制备具有多样性的量子纠缠态,腔光力系统将有望用于实际的量子信息和量子通讯领域。基于腔光力系统人们已经提出了如何制备稳态的力学纠缠以及光力纠缠,其中实现的纠缠情况可以分为两种:一种是系统达到稳态时纠缠不随时间变化;另一种是达到稳态时,纠缠随时间仍保持着周期变化。其中具有周期稳定性纠缠的制备,为人们在时域上操控纠缠态提供了可能。同时,人们也提出了一些可以制备具有周期稳定纠缠的方法,比如:利用周期调制的激光驱动光力学腔可以实现具有周期变化的光力纠缠以及力学纠缠;周期性的调制力学振子的频率也可以实现周期变化的光力纠缠。这些为我们在腔光力系统中实现对纠缠动力学的进一步调控提供了有益指导。在本文中,首先我们利用具有两个调制振幅的激光驱动光力学腔,研究了光力纠缠随时间的演化。我们发现,改变两个调制相位的相对大小,光力纠缠可以出现类似于经典物理中干涉相长或者相消的现象。有趣的是,当两个调制频率稍微不同时,光力纠缠出现了拍频现象,同时拍频周期满足经典物理的拍频规律。这样我们就可以在时域上实现对光力纠缠周期的任意控制。然后,在包含两个力学模和一个光学模的三模光力系统中,我们可以通过周期调制激光驱动、周期调制力学耦合以及引入可控光学参量放大器(OPA)这三种不同的方法均可单独实现对具有周期性力学纠缠的制备。利用这三种方案中任意两种的结合都可实现具有类似拍频性质的力学纠缠。我们的研究表明,在腔光力系统中利用上述方法可以实现对光力纠缠以及力学纠缠在时域上变化周期的任意控制。该研究为腔光力系统在实际量子通信领域以及量子信息存储领域的应用提供了有意义的参考。
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