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《湖南师范大学》 2011年
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广义双Jaynes-Cummings模型的纠缠动力学

谢钦  
【摘要】:量子纠缠是量子计算与量子信息处理的基本资源,量子纠缠态的产生、保持与操纵是量子纠缠制备工程中的关键问题。本文利用量子纠缠与Jaynes-Cummings模型(J-C模型)的基本理论,分别研究了附加Kerr介质双J-C模型、依赖强度耦合双J-C模型和具有腔耗散双J-C模型中的纠缠动力学,取得了一些有创新意义的结果。主要内容如下: 第一章介绍了有关量子纠缠的基础理论,包括量子纠缠的基本概念、量子纠缠的主要量度及其应用。 第二章阐述了J-C模型的基本理论。首先给出了标准J-C模型的哈密顿量推导,介绍了推广的J-C模型一附加Kerr介质J-C模型和依赖强度耦合J-C模型,讨论了它们的基本动力学性质;然后叙述了双J-C模型的基本理论与性质。最后介绍了本文的工作。 第三章将附加Kerr介质J-C模型推广到附加Kerr介质双J-C模型。研究了该模型的原子纠缠动力学,讨论了Kerr介质非线性相互作用对原子纠缠动力学的影响。结果表明:Kerr介质可以控制原子的纠缠动力学和抑制纠缠的突然死亡。通过加强Kerr介质的非线性相互作用可以得到原子之间的最大纠缠。 第四章将依赖强度耦合J-C模型推广到依赖强度耦合双J-C模型。选择两个光场初始分别处于压缩真空态与相干态,研究了该模型中的纠缠动力学。结果表明:当压缩因子和平均光子数比较小时,两原子间的共存纠缠随时间的演化呈现周期性的死亡和回复,导致纠缠在原子和腔模场之间的完全周期转换。当压缩因子和平均光子数进一步增大时,产生了纠缠突然死亡和纠缠突然复苏的现象。利用这一结果,可以制备周期性的纠缠脉冲,这或许对实现量子信息处理任务有用。 第五章分别研究了具有腔耗散双J-C模型中二能级与Λ型三能级原子的纠缠动力学。讨论了腔模场的衰变系数κ、腔模场的平均光子数|α|和原子耦合相对差(Stark位移参数相对差)(?)对两个二能级(Λ型三能级)原子间纠缠动力学的影响。结果表明:无论是二能级还是Λ型三能级原子,两原子间的纠缠呈现振荡衰减最后到一个稳定值。两原子稳定纠缠态的纠缠度随着衰变系数κ的增加而增加,随着场强的增强而减小;而当系数(?)→1时,纠缠衰变最慢。
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O431.2

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