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本文对量子光学与量子信息学领域的发展动态进行了系统综述。运用量子熵理论,引入量子无噪声编码方法,并研究了量子信道中的信息容量问题。然后,利用全量子理论,研究了单个及两个耦合的运动原子与光场相互作用系统的量子场熵演化特性。结果表明,场熵的演化是振荡的,这源于光场与原子之间关联的振荡性;随着初始光场强度的增大,光场的振荡变得不规则,振荡幅度明显减小,这是因为光场与原子之间的耦合越来越强,系统的无序度降低,而双模光场使系统的场熵演化周期性减弱,场熵的均值增大。其次,研究了级联三能运动级原子与单模光场系统量子场熵的压缩特性,场熵压缩的演化周期随着场模结构参数的增加而缩短,同时压缩时间延长,当系统选择合适的参数时,光场可以获得持续的压缩效应。最后,研究了克尔介质中耦合双原子与单模光场相互作用系统中的量子场熵演化特性,结果表明,原子的运动使原子与场的相互作用系统的作用时间发生改变,从而使其量子场熵的演化特性不同于其他的系统模型;随着克尔介质参数的增大,场熵的均值逐渐减小;两原子之间耦合增强使量子场熵的均值增大,并使光场量子场熵的周期变长。
值得一提的是,对光场-运动原子系统的量子场熵演化特性和熵特性深入研究,不仅构成量子光通信理论的直接理论基础,而且对于人们进一步研究自信息量、互信息量、信道容量和信码传输速率提供必要的理论基础。