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三能级原子纠缠和自旋压缩的研究

王丹  
【摘要】:在光场与原子的相互作用系统中,不同体系之间的纠缠研究以及光场和原子本身的状态研究是量子光学中持续受关注的课题。量子纠缠是量子信息的关键资源,随着量子信息科学的发展,已经证明实现量子信息的可行性,但实验上如何高效的制备并保持稳定的纠缠源,这是量子纠缠的热点问题。另外,光场与原子相互作用的过程中,原子的自旋压缩在量子信息的发展和实验精度的提高两方面有着重要作用。本文基于光场与原子相互作用的量子理论主要讨论了原子的纠缠和自旋压缩两个内容。 一,考虑腔内一个三能级A系综与双模光场相互作用的系统,这个原子系综的压缩特性。利用场与原子复合系统的密度矩阵主方程得到场和原子算符的运动方程,通过算符排序、经典对应的方法得到c-数朗之万方程,根据线性化处理得到线性化c-数朗之万方程后计算原子自旋分量的起伏,并分析了原子压缩的特性。 二,考虑腔内两个三能级A系综与双模光场相互作用的系统,两个原子系综之间产生连续变量纠缠的特性。采用与研究原子的压缩特性相同的方法得到线性化朗之万方程后,进而得到两个原子系综之间的关联谱,并分析了纠缠产生的原因是系统接近暗共振时的非线性效应。


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