Tavis-Cummings模型中的兩糾纏原子與二項式光場相互作用的量子糾纏.pdf

1、量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)和核心.但是，從量子力學(xué)誕生之日起，就圍繞它的基本概念和物理圖像的解釋，展開了一場廣泛而深刻的激烈爭論，至今尚未平息.這些進展使關(guān)于量子力學(xué)的基礎(chǔ)得以研究，現(xiàn)已成為當(dāng)今物理學(xué)中非?；钴S的熱門課題.這些進展的重要意義是，不僅使人們對量子力學(xué)本身的理解進一步深化了，而且對人們的思想觀念和思維方法將產(chǎn)生深遠影響.
　　 在20世紀(jì)末，量子力學(xué)拓展了新的領(lǐng)域一量子信息，其中量子糾纏是關(guān)鍵.量子力學(xué)的新發(fā)展是圍繞

2、著量子糾纏態(tài)進行的，糾纏態(tài)對人們認(rèn)識量子力學(xué)的基本概念起著重要的作用，隨著量子信息科學(xué)這一新興領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，量子糾纏態(tài)逐漸登上了量子信息領(lǐng)域的舞臺并確立了其優(yōu)勢地位.量子糾纏態(tài)作為量子通信和量子計算的載體，廣泛的被用于量子隱形傳態(tài)、量子密鑰分發(fā)、量子密集編碼、量子計算等領(lǐng)域.研究量子糾纏不僅對理解量子力學(xué)的基本概念有重要的意義，而且在量子信息學(xué)中的一些前沿領(lǐng)域有很高的應(yīng)用價值，是目前人們研究的熱點問題之一.
　　 量子光學(xué)是研

3、究光場的量子統(tǒng)計特性以及采用全量子理論來研究光與物質(zhì)相互作用的學(xué)科[1].原子與光場的相互作用是量子光學(xué)中一個十分活躍的研究課題.量子糾纏的存在意味著存在新的相互作用的形式.本文利用全量子理論，研究了Tavis-Cummings模型(T-C模型)中[2]的兩糾纏原子與二項式光場相互作用系統(tǒng)的量子糾纏特性.主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 (1)簡單描述了量子糾纏理論和糾纏度理論，并介紹了二項式光場.
　　 (2)研究了多

4、光子Tavis-Cumming模型中兩糾纏原子與二項式光場的糾纏演化特性，討論了不同初始狀態(tài)下二項式光場系數(shù)、原子的偶極-偶極相互作用對糾纏演化特性的影響.計算結(jié)果表明：二項式光場系數(shù)可以影響兩原子間糾纏演化的周期性.在5nπ(n=0，1，2，…)以外的其它nπ值附近的值域內(nèi)出現(xiàn)糾纏現(xiàn)象.隨著光場系數(shù)η的增大，出現(xiàn)糾纏現(xiàn)象的時域范圍逐漸增加，兩原子間的退糾纏時間縮短，原子間的偶極-偶極相互作用可對糾纏度的振蕩和糾纏度的大小產(chǎn)生影響.

5、r>　　 (3)研究了多光子Tavis-Cummings模型中運動原子與二項式光場相互作用系統(tǒng)的量子糾纏特性，討論了不同初始狀態(tài)下的二項式光場系數(shù)和原子運動速度對糾纏特性的影響.結(jié)果表明：二項式光場系數(shù)不影響場熵演化的周期性，但影響場熵峰值大小.隨著原子躍遷光子數(shù)的增多，場熵演化的周期性和消糾纏現(xiàn)象逐漸消失.原子運動的速度影響場熵的演化周期，且影響場熵峰值的大小，而原子躍遷光子數(shù)的增大，會消弱原子運動速度對場熵演化的影響.當(dāng)光場處于中

6、間態(tài)，原子運動速度較低，且原子躍遷光子數(shù)較大時，光場與原子可以長久地處于量子糾纏態(tài).
　　 (4)研究了Tavis-Cumming模型(T-C模型)中運動原子與二項式光場相互作用的原子糾纏演化，計算結(jié)果表明：兩個運動原子之間的糾纏呈現(xiàn)出周期性的演化特性，不同初始狀態(tài)下二項式光場系數(shù)、原子運動速度對原子間的糾纏演化有著顯著的影響.二項式光場系數(shù)影響原子間的糾纏度大小、振蕩頻率以及消糾纏所占的時域，但不影響糾纏演化的周期.而當(dāng)光場處