1 吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首416000
2 吉首大学信息科学与工程学院，湖南 吉首416000
3 长沙理工大学近地空间电磁环境监测与建模实验室，湖南 长沙 410015
采用相干态正交化展开方法，对三量子比特的纠缠度影响因素进行了分析研究，并运用数值计算，结合解析解，在光场初态为真空态的相互作用过程中，对三量子比特的纠缠情况进行了研究。分析了三个全同的量子比特纠缠度随光场频率的变化规律以及光场量子比特耦合强度对三量子比特纠缠度的影响。研究结果表明，三量子比特的本征能量和共生纠缠度随光场频率、时间的演化与耦合强度有关，而三量子比特的本征能量和共生纠缠度随时间gt的演化与耦合强度无关。
量子光学 量子纠缠 相干态正交化 真空态 GHZ模型 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2127001
吉首大学物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
在外加激光控制下,研究了含有两能级量子比特的双腔耦合系统的动力学行为。 基于系统的相互作用哈密顿量,得出了系统量子态激发概率的解析解。通过数值模拟讨论了 3种特定情况下系统的动力学特性:外加脉冲与腔场发生近共振、比特与腔模大失谐条件下, 腔模的最大激发概率小于0.07,腔模处于非激发状态,比特的激发概率出现瞬时衰减；比特与 腔模强耦合条件下,腔模的激发概率近似0.5,腔模处于半激发状态,比特的激发概率出现高频振荡； 腔场之间大跳跃条件下,腔模的最大激发概率小于0.07,腔模处于非激发状态,比特的激发概率出现高频振荡。
量子信息 量子动力学 失谐 两能级系统 quantum information quantum dynamics detuning two-level system
吉首大学 物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
运用全量子理论，对腔耦合系统构建的两个节点，考虑节点内腔模与量子位(qubit)的耦合，结合数值计算，用熵表示信源的不确定性，对信源发出的信息进行度量，研究了两个节点相互进行信息传输过程的熵演化.通过两能级粒子与腔模的耦合强度、腔-腔之间的跃迁耦合系数和失谐量三个参数对熵变化进行分析,结论表明在共振条件下，节点间相互传输信息过程中，耦合双腔构成的两个节点熵呈现准周期性坍塌与复苏振荡变化特征，节点1与节点2熵的峰值交替出现；两个节点之间用跳跃频率λ/2π的光子作为信息传送的数椐总线，失谐使两个节点内量子位的一个频率高，一个频率低，无论先操纵哪一个量子位，在系统稳定工作状态下，量子态演化的信息传递方向总是从频率快的量子位向频率慢的量子位传递，此特性可扩展至多量子位之间量子信息的传递.用于两个节点间的远程操控.
量子光学 量子信息 耦合腔 熵 量子态操控 失谐 量子比特 Quantum optics Quantum information coupled cavity entropy control of quantum state detuning qubit
吉首大学 物理科学与信息工程学院, 湖南 吉首416000
基于腔量子电动力学技术，提出了利用三能级超导量子干涉仪实现Toffoli门的理论方案.利用超导量子干涉仪与腔场发生耦合,以及与外加经典脉冲发生共振跃迁来实现量子态的演化控制.该方案可以拓展到N比特Toffoli门的实现.最后，讨论了逻辑门的实验可行性，四比特Toffoli门的作用时间约为30 nm，它远小于腔衰减时间和较高能级的能量驰豫时间，从而足以实现量子态的操控.并且随着比特数的增多，Toffoli门作用时间的增幅较慢.
量子光学 超导量子干涉仪 腔量子电动力学 Toffoli门 Quantum optics Superconducting QuantumInterference Device(SQUID Cavity Quantum Electrodynamics(QED) Toffoli gate
吉首大学 物理科学与信息工程学院,湖南 吉首 416000
用微扰的方法计算了一个外加周期驱动激光场所组成的,两离子系统质心量子态跃迁几率的解析表达式.以两Ca+作为囚禁离子，模拟出了在弱场的作用下声子态跃迁几率随激光束频偏和相互作用时间变化的分布图形.结果表明:随着外加周期驱动激光场的频率和相互作用时间的调节，系统质心量子态随时间周期性的坍塌与复原；在频偏范围0.85×107~1.2×107 Hz内，质心量子态跃迁几率最高能达到0.97，操控周期最长为0.6×10-6 s，从理论上质心量子态操控周期有很大的缩短；若频偏值大于1.2×107 Hz时，质心量子态跃迁几率约为0.49，激光不能有效控制质心量子态的跃迁.所得结论对实现两比特量子逻辑门等实验研究有一定的参考意义.
跃迁几率 微扰法 几率分布 离子阱 Transition probability Perturbation method Probability distribution Ion trap
吉首大学 物理科学与信息工程学院，湖南 吉首 416000
计算了三光子W态隐形传输令牌总线网的保真度.通过计算发现在整个量子网络通信过程中，对于给定的分析角θ，保真度仅与系数|a|2有关；随着分析角θ的增加，保真度出现最大值所对应的系数|a|2相应减小，取θ=π/4、π/2、3π/4时可使保真度达最大值1，此时对应的|a|2分别为0.724、0.5和0.276.对于给定的系数|a|, 保真度仅与分析角θ有关；若|a|=0，则无论θ为何值，保真度始终为0；若|a|=|b|=0.707 1，则当θ=π/2、3π/2时保真度达最大值1.
量子通信 量子隐形传态 W态 保真度 Quantum communication Quantum teleportation W state Fidelity
1 吉首大学物理系，湖南 吉首 416000
2 湖南师范大学物理系，湖南 长沙 410081
运用熟知的级数截断方法，设计程序计算了线性Paul阱中两离子量子门系统Schr?dinger方程的精确解，分析了质心波函数几个较低能级的态，并作出对应的几率分布图；计算相对距离的方均差△r2＞h/2，相对运动的动量方均差△p2＜h/2，并满足量子力学的Heisenberg不确定度关系△r·△p＞h/2，它满足压缩态的条件，即质心处于基态时，两离子相对位置的量子态是一个压缩态，并得到了两离子纠缠态的表达式。纠缠的存在对量子计算和量子信息有影响，量子测量的不确定度和纠缠是在实验中应加以考虑的问题。
量子信息 Paul阱 两离子 纠缠 量子态 quantum information Paul trap two ions entanglement quantum state
1 湖南吉首大学物理系,吉首,416000
2 湖南师范大学物理系,长沙,410081
通过对Paul阱中共线两Bi+形成的系统波函数、能谱和相对距离的平均值的精确计算,计算得到的频率、能量是目前的离子阱实验能达到的值;并且对共线两个Bi+的相对几率分布和系统能量本征态进行分析.
离子阱 谐振 几率分布 原子与分子物理学报
2006, 23(3): 437
吉首大学,物理与电子工程系,湖南,吉首,416000
根椐椭圆的性质,介绍了将大小不同的椭圆按一定的约束条件形成轨道嵌套多像全息记录的方法.这种方法利用全息台在实验室里可进行多像全息记录,避免了实验时为了调节物光与参考光光程相等所带来的反复测量光程的麻烦,实现把同一时刻空间分离的若干物体或一个物体不同视角的信息同时记录在一张全息图上,得到这些物体的三维全息图,即全息图片上同时再现出多个物体的像,或一个物体不同位置的视图的合成.
全息图 轨道嵌套 多像 hologram nesting of ellipse path multi-object picture
