光腔中原子间的量子失协动力学演化特性

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量子信息学与量子计算学是近十多年发展起来的新学科,它不仅可以改进经典计算的计算算法,实现经典物理所不可能实现或是很难实现的大量计算和任务,同时也发展了出许多新奇的非经典物理效应。量子纠缠就是其中一种最具有代表性的纯量子效应,近些年它作为量子信息处理中最重要的物理资源之一,受到了人们广泛的关注与研究。但是随着研究的深入,人们发现量子纠缠也不完全等同于非经典关联,而量子纠缠仅是量子关联的一部分,在量子信息中更普遍的资源应该是量子失协。因此研究量子系统中的量子失协和量子纠缠具有十分重要的意义,并对于实现量子计算和量子信息处理有着潜在的应用价值。  本文首先介绍量子纠缠和量子失协的基本理论和度量方法,接着主要对处于腔场中两原子间的量子纠缠和量子失协的动力学演化进行了研究,主要内容包括以下两方面:  (1)研究了一个孤立原子与一个处于腔场中的原子间的量子失协动力学行为。在忽略孤立原子与腔内原子之间的相互作用,只考虑腔内原子与腔相互作用的情况下,研究初始腔内光子数和两原子初始纠缠态对原子间量子失协的影响。结果表明,在腔光子数不为零时,量子失协随时间演化中会出现失协突变点,不会出现量子失协死亡现象。且两原子间的初始纠缠态并不影响系统的量子失协。  (2)研究了双J-C模型中两原子间的量子失协与量子纠缠随时间的演化行为。在不考虑腔与腔和原子与原子间各自的相互作用,只考虑处于腔内原子与自身腔的相互作用的前提下,同样研究初始腔内光子数和两原子初始纠缠态对原子间量子失协的影响。结果表明,在腔光子数不为零时,原子的量子失协和量子纠缠都会出现死亡现象,并且量子失协演化中没有失协突变点。两原子的初始纠缠态不同时,只是在抑制量子失协的衰减时间上有所不同。
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