光子学报
2021, 50(12): 1201006
潍坊学院物理与光电工程学院, 山东省高校多光子纠缠与操纵重点实 验室, 山东 潍坊 261061
基于 non-Kolmogorov 大气湍流谱理论, 建立了双量子比特路径纠缠态在大气湍流中传输的数学模型, 获得其纠缠退化的解析表达式, 并进行了数值仿真。研究结果表明: 当空间距离分布较小的双量子比特路径纠缠态在大气湍流中传输时, 其纠缠度的保真度较高; 同时, 较长波长的纠缠光在折射率功率谱指数 α 较大、广义湍流折射率结构起伏结构函数 C~2n 较大的 non-Kolmogorov 大气湍流中传输保真度较高。所建立的远距离纠缠态传输模型可定量分析纠缠退化问题, 为自适应低误码率的远距离大气量子通信提供了可靠的理论参考。
量子光学 大气光学 湍流效应 non-Kolmogorov 大气湍流 路径纠缠 共生纠缠度 quantum optics atmospheric optics turbulence effect non-Kolmogorov atmospheric turbulence spatial entanglement concurrence
1 济宁学院物理与信息工程系, 山东 曲阜 273155
2 曲阜师范大学物理工程学院, 山东省激光偏光及信息技术重点实验室, 山东 曲阜273165
如何抑制纠缠突然死亡现象的发生对提高量子纠缠动力学演化性能具有极大的意义，初始纠缠原子分别与非线性N-J-C模型及J-C模型进行相互作用， 运用共生纠缠的度量方法分析非线性、耦合强度以及失谐量对纠缠原子动力学演化的影响，寻找避免纠缠突然死亡发生条件。在J-C模型中原子在 纠缠演化中发生纠缠突然死亡现象，然而在N-J-C模型中利用介质的非线性和失谐量的影响可以避免纠缠突然死亡的发生，而且一定程度上几乎可以 恢复到原子间纠缠的初始值。
量子光学 纠缠突然死亡的控制 共生纠缠度 J-C模型 N-J-C模型 quantum optics controlling of entanglement sudden death concurrence Jaynes-Cummings model nonlinear Jaynes-Cummings model
1 济宁学院 物理与信息工程系, 山东 曲阜 273155
2 曲阜师范大学物理工程学院, 山东 曲阜 273165
初始处于纠缠的原子与附加类克尔介质的光腔相互作用,运用共生纠缠的度量方法对原子间的纠缠演化动力学进行研究,分析了腔场粒子数、介质非线性效应及原子与腔场的失谐量对纠缠演化的影响,发现处于腔场真空态下原子间的纠缠作周期性震荡演化,而处在腔场粒子数态下的原子在演化过程中发生纠缠突然死亡现象;在非线性克尔介质作用下,处于腔场粒子数较小范围内(n≤5)的原子间也会产生纠缠突然死亡现象;但随着腔场粒子数的增加纠缠突然死亡现象消失而且一定程度上可以达到纠缠初始值;当腔场处于任意粒子数态时,由于非线性效应的影响,均可抑制纠缠突然死亡现象的发生;当腔场在没有类克尔介质作用时,原子与腔场间的失谐量同样可以避免纠缠突然死亡现象的发生。
量子纠缠 纠缠突然死亡 类克尔介质 共生纠缠度 quantum entanglement entanglement sudden death Kerr-like medium concurrence degree
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室, 江西 南昌 330022
几何测量量子失协是量子关联的一种表达形式。结合利用量子纠缠和几何量子失协, 运用解析和数值模拟的方法, 对非马尔科夫过程中耦合量子比特系统的量子关联动力学特性进行了比较研究。 研究结果表明,在一定的初始态下,由于环境耗散作用的存在,量子纠缠和几何量子失协都随时间做递减的 动力学演化,但几何量子失协比量子纠缠的递减要慢一些。表明几何量子失协的生存时间长于量子纠缠, 更能抵抗环境的耗散作用、鲁棒性更好。因此,量子关联也是实现量子信息处理的有用资源。
量子关联 共生纠缠度 几何量子失协 耦合量子比特 quantum correlation concurrence geometric quantum discord coupled qubits
1 江西师范大学物理与通信电子学院,江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室,江西 南昌 330022
在马尔科夫环境下,利用共生纠缠度研究了耗散环境中耦合量子比特纠缠态及纠缠突然死亡的性质。 研究结果表明:纠缠动力学演化与系统的温度、初始纠缠度及初始量子态密切相关;在一般情形下, 由于环境的影响,纠缠突然死亡总会发生。通过数值模拟,发现存在一个特定的区域,此区域内系统的纠 缠度衰减的很慢。在零温度近似下,给出了具体的纠缠突然死亡条件和计算纠缠突然死亡时间的表达式。
量子光学 纠缠 耦合量子比特 马尔科夫环境 共生纠缠度 quantum optics entanglement coupled qubits Markovian environment concurrence
苏州大学物理科学与技术学院, 江苏 苏州 215006
研究了各向同性海森堡XY链在非均匀磁场中纠缠的含时演化以及热纠缠的问题。纠缠在量子信息领域是十分重要的资源， 关于纠缠的度量和含时演化的研究非常必要。对共生纠缠度进行了理论计算，通过数值模拟进行了分析。如果外磁场很小， 最近邻耦合系数很大，共生纠缠度就在0和1之间振荡。如果外磁场很大，最近邻耦合系数很小，共生纠缠度的最大值会变小，甚至会消失。 同时，随着海森堡自旋链中自旋数目的增加，纠缠会减小。随着温度的升高，热纠缠会快速下降。随着外磁场的增加，热纠缠也会下降。 只有系统的非均匀度增加时，热纠缠才会增加。
量子光学 非均匀海森堡链 共生纠缠度 纠缠演化 热纠缠 外磁场 quantum optics inhomogeneous Heisenberg chain concurrence time evolution of entanglement thermal entanglement external magnetic field
洛阳师范学院物理与电子信息学院, 河南 洛阳 471022
考虑一个二能级原子与单模热光场经由双光子过程耦合,采用量子约化熵研究了 原子和场的约化熵变化规律, 用共生纠缠度(Concurrence)研究了原子与场之间的纠缠演化。借助于数值计算方法,详细分析了在混态J-C模型中, Stark位移和平均光子数对约化熵变和纠缠的影响。结果表明在Stark位移影响下,原子和光场的约化熵变化量均减小。 选择适当的原子初态,可以使得原子的约化熵和光场的约化熵发生交换。此外,考虑Stark位移时, 原子与光场之间纠缠的最小值增大,原子与光场不再出现退纠缠态。
量子光学 纠缠 共生纠缠度 量子约化熵 Stark位移 Jaynes-Cummings模型 quantum optics entanglement concurrence quantum reduced entropy Stark shift Jaynes-Cummings model
安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽 芜湖 241000
囚禁离子的纠缠态在量子计算和量子信息方面有极为重要的应用。由于量子系统的特性, 激光强度不可避免地发生涨落,其对囚禁离子的纠缠度有显著影响。从反J-C模型出发,利用共生纠缠度标准, 分析了激光强度涨落对系统纠缠动力学的影响,并与利用J-C 模型时的情形做了适当对比。结果显示:激光强度涨落产生的噪声使两离子纠缠度随时间呈现类似指数衰减； 激光强度较弱时,利用正反J-C模型所得系统纠缠动力学有显著差别。
量子光学 强度涨落 平均光子数 纠缠动力学 共生纠缠度 quantum optics intensity fluctuation average photon number entanglement dynamics concurrence
盐城师范学院物理科学与电子技术学院,江苏 盐城 224002
研究了腔间有耦合的双J-C模型中原子纠缠的动力学,分析了腔间耦合系数A和 原子的初态对原子纠缠的猝灭(ESD)和猝生(ESB)的影响。 通过对原子间共生纠缠度的数值分析发现,当原子初态为第一类类Bell 态时, 不会出现ESD和ESB,腔间的耦合可使原子的纠缠加大, 并能使初态为分离态的原子产生纠缠。 当原子初态为第二类类Bell态时, A的大小可改变出现ESD与ESB的时间间隔, 或决定是否出现ESD, 但腔间的耦合不能使初态不纠缠的原子产生纠缠。
量子光学 耦合谐振腔 双J-C模型 共生纠缠度 纠缠的猝灭 纠缠的猝生 quantum optics coupled cavities double Jaynes-Cummings model concurrence entanglement sudden death entanglement sudden birth
