采用相干态正交化法研究了非旋波近似下Tavis-Cummings(TC)模型中两非全同量子比特间的纠缠动力学问题, 分析了同一耦合强度下不同跃迁频率的量子比特和光场对两量子比特间纠缠演化的影响。研究结果表明, 在弱耦合情况下, 当其中一个量子比特的跃迁频率与光场频率相同而另一个量子比特的跃迁频率与光场频率对称失谐时, 量子比特间的纠缠完全相同; 当耦合强度较大时, 两对称失谐情况下的量子比特间的纠缠演化由于非旋波项的作用不再完全相同。

在非旋波近似下, 对Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠进行了精确求解; 将该非旋波近似下的能谱精确解与旋波近似下的结果进行了比较。讨论了初始时刻原子状态参数θ, 以及光场与原子间的耦合强度对量子纠缠的影响。结果表明, 当耦合强度较小时, 旋波近似下的能谱与精确解相符; 当耦合强度较大时, 二者存在明显差异。随着θ的增大, 纠缠度逐渐增加; 随着耦合强度的增大, 两原子间出现纠缠突然死亡的现象, 且首次出现纠缠突然死亡的时间变短, 纠缠死亡持续时间逐渐增加。

研究了2对非相互作用、空间分离的原子在双模腔场作用下的三体和两体纠缠动力学行为。 对非简并双光子Tavis-Cummings模型进行了研究,通过数值计算分析了纠缠初始状态、原子与腔场以及 光纤模与腔场的耦合强度对纠缠的影响。结果表明:纠缠初始状态对原子间的纠缠有显著影响;较大的场 和光纤模的耦合强度可以实现原子与原子间最大纠缠的转移；较大的原子与腔场耦合强度有助于两原子与腔场构成三体纠缠。

研究了耦合双Tavis-Cummings模型中三体纠缠态的演化和转移特性。结果表明, 初始局域的三体W型纠缠态可以转移为另外局域的三体纠缠, 在纠缠转移过程中, 两光腔场的耦合参数起到了重要的作用。随着耦合参数的增加, 三体纠缠的转移速度加快。并且初始三体纠缠在演化过程中不会完全被局域子体系间所俘获, 还会转移到其他非局域子体系上。最后, 我们还分析了腔场间耦合强度对初始三体量子态演化速度的影响。

研究了存在非线性Kerr介质时耦合双原子与单模压缩真空场相互作 用系统的Pancharatnam相位特性。 选取合适的初始条件并运用旋波近似,通过解薛定谔方程求出Pancharatnam相位的表示形式,并对此相 位进行数值分析。结果表明：耦合双原子处于任意初态,随着原子与光场相互作用强度、两个二能级 原子偶极-偶极耦合强度和非线性Kerr介质非线性的增大,Pancharatnam相位演化的频率都显著增长。 耦合双原子初态同处激发态时,Pancharatnam相位演化有明显的振荡上升(或振荡下降)趋势。 耦合双原子初态只有一个处于激发态时,随着Kerr介质非线性作用的增强,Pancharatnam相位演化变混乱。

利用冯·纽曼约化熵理论研究了多模相干态光场与两等同二能级原子简并多光子相互作用系统量子纠缠演化特性，得到了多模光场量子纠缠的解析表达式，并给出了双模光场与两原子相互作用时量子纠缠的数值计算结果.结果表明：量子纠缠随着光子简并度的增大而增强；随着初始平均光子数的增加，量子纠缠演化的周期性变得越来越明显;当场与原子远离共振时，量子纠缠随着频率失谐量的增大而减弱;当失谐量足够大时，场与原子几乎总是处于纠缠状态.这些结论对于纠缠态或纯态的制备及获取光学系统中的量子信息研究中有一定参考价值.

利用全量子理论, 研究了多光子跃迁过程高斯型耦合Tavis-Cummings模型中场与原子的纠缠特性。讨论了多光子原子运动速度、光场初态的平均光子数及跃迁光子数对场与原子之间纠缠特性的影响。结果表明：原子运动速度的变化改变了场熵演化曲线的振荡时域; 光场初态影响场熵演化曲线的周期性; 跃迁光子数的增加使场熵演化曲线的振荡频率和场与原子之间的平均纠缠度变大。

研究了由光纤模连接的两个Tavis-Cummings模型中纠缠演化和纠缠转移的特性。结果表明，初始两原子间的纠缠可转移为另两原子间的纠缠，在纠缠转移过程中，光纤模起到中间传递的作用。纠缠的转移与初始两原子间的纠缠、原子与腔场的耦合强度以及光纤模与腔场的耦合强度、原子与腔场的失谐量和腔场耗散有关。初始纠缠决定了另两原子间纠缠产生的大小；在原子与腔场的耦合强度一定的条件下，随着光纤模与腔场耦合强度的增强，纠缠转移的时间缩短，且产生的纠缠值增加；腔场耗散对纠缠演化的衰减影响是显著的，而失谐量的增加可以有效地抑制这一现象。在整个纠缠转移过程中，系统中其他任两子体系间的纠缠起到了桥梁的作用，实现了两量子纠缠态的远程传递和制备。

为了找出原子运动对原子布居演化的影响,通过建立两原子在一光学谐振腔中运动的模型，用量子力学分析原子具有不同速度时两原子布居数演化.研究结果表明，当光学腔中光场处于相干态，而原子处于运动中时，两原子的能级布居演化与光学腔场模结构相关联. 假如初始时刻原子的位置固定在腔中某一位置，两原子的布居演化在少光子数呈现出周期性,多光子数时表现出崩塌和回复现象;假如初始时刻两原子在光学腔相干态光场中处于运动状态，则两原子的布居数随时间的变化将呈现出周期性.通过设定两原子以不同运动速度沿谐振腔轴向运动，得到原子布居数以不同周期演化，演化周期为两原子与场耦合系数变化周期的最小公倍数.在光场平均光子数增多时，原子布居数振荡将加快.演化程度与两原子初始态有关.在光场平均光子数较少时，两运动原子的布居数演化显得规则有序.因而，通过适当的选择两原子的速度和初始光场，就能对两原子的布局数演化的程度和周期进行控制.

提出了一种两个二能级原子与单模非线性光场相互作用的非线性Tavis-Cummings模型，分析了它与其他腔量子电动力学(QED)模型之间的关系，解析求解了此量子系统的本征能量和Berry相位，并利用数值模拟研究了它们随系统参数的变化关系。结果表明，它们与原子间的偶极相互作用、原子和光场的耦合系数以及非线性耦合系数有关。而且，光场的非线性耦合作用对Berry相位的影响随光场的光子数的增加而变强。