学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

利用量子库构建原子与光场压缩算符的研究

作　者: 徐清
导　师: 胡响明
学　校: 华中师范大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 压缩算符双模压缩态多模压缩态多体团簇态多体GHZ态库
分类号: O431.2
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

压缩纯属量子效应,是海森堡测不准原理的直接结果。量子压缩用于精度测量、引力波探测、改善光谱敏感性、增强光学通信中信噪比等。产生压缩态的方式之一就是利用压缩算符。在这篇论文中,我们主要利用量子库构建原子与光场压缩算符。压缩与纠缠有着紧密的关联。纠缠是存在于两体或多体系统的子系统之间的一种非经典的关联。量子纠缠作为一种重要的资源,在量子信息处理和量子通信中起着重要的作用。首先,类比于光场,在Holstein-Primakoff表象中原子系综的等效玻色模可被制备到多模压缩态、多体连续变量团簇态和Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)纠缠态。我们的方案利用了串联光腔,每个光腔中放置一个原子系综。通过稳定的原子基态之间的拉曼跃迁,原子与腔场、激光场相互作用。鉴于原子基态具有长寿命,原子系综用作量子网络的节点,原子系综的团簇纠缠态应用于单向量子计算机,而GHZ纠缠态应用于量子通讯。接着,我们表明,通过设计一个原子-腔库,可获得原子系综和光场的混合系统的双模压缩和纠缠态,其中原子系综与光场之间不发生直接的相互作用。本质的机制是基于系统与库之间的双模压缩相互作用和分束器相互作用的结合效应。库机制对于量子网络是重要的,因为在量子网络中该库机制为没有直接相互作用的定域的基于物质的记忆和光学量子信息载体提供分界面。最后,在电磁诱导透明系统中,与腔的寿命相比,原子具有长寿命相干,并与激光场非绝热地相互作用。我们表明,由于非绝热效应,强度和强度差的高频起伏被压缩至标准量子极限以下。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
第二章基础理论  16-36
  2.1 辐射的量子理论  16-23
    2.1.1 场的量子化  16-19
    2.1.2 单模量子场与二能级原子相互作用  19-20
    2.1.3 为简谐振子库所阻尼的量子场和原子  20-23
  2.2 朗之万理论  23-25
    2.2.1 朗之万方程  23-24
    2.2.2 噪声谱  24-25
  2.3 压缩态和连续变量纠缠  25-36
    2.3.1 单模压缩态与双模压缩态  25-29
    2.3.2 连续变量纠缠  29-36
第三章分离的原子系综：多模压缩态与多体纠缠态  36-54
  3.1 引言  36-37
  3.2 模型和哈密顿  37-40
  3.3 量子关联  40-51
    3.3.1 多模压缩态  40-43
    3.3.2 多体团簇纠缠  43-47
    3.3.3 多体GHZ纠缠  47-51
  3.4 讨论与结论  51-52
  3.5 本章小结  52-54
第四章通过设计原子-腔库产生原子系综与光场混合系统的双模压缩和纠缠态  54-68
  4.1 引言  54-56
  4.2 库介入相互作用  56-62
    4.2.1 原子模与库相互作用  57-58
    4.2.2 腔模与库相互作用  58-59
    4.2.3 库介入相互作用和双模压缩  59-62
  4.3 一般情形的双模压缩  62-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章电磁诱导透明中原子相干对激光强度起伏的非绝热效应  68-76
  5.1 引言  68
  5.2 模型与主方程  68-69
  5.3 量子关联  69-70
  5.4 强度起伏谱  70-75
  5.5 本章小结  75-76
第六章结论与展望  76-78
参考文献  78-94
在校期间发表的论文  94-96
致谢  96

利用量子库构建原子与光场压缩算符的研究

内容摘要

全文目录

相似论文