红外与激光工程
2023, 52(6): 20230189
新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆 乌鲁木齐 830054
利用量子态扩散方法，研究了在非马尔可夫环境下海森堡XXZ自旋模型中几何量子失协（GQD）的演化特性。分析了环境关**数、平面上的耦合常数、方向上的耦合常数、外加磁场以及Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用对GQD动力学演化特性的影响。结果表明：越短，即环境的非马尔可夫效应越明显，越有利于有效提高系统的GQD；选取的初始态不同，和对GQD起到的作用也不同；在非马尔可夫环境下，适当地增大可提高GQD，而DM相互作用的引入会导致GQD衰减振荡。值得一提的是：可以从无纠缠初态系统有效地诱导出GQD。
量子光学 开放量子系统 非马尔可夫环境 量子态扩散方法 几何量子失协 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1127002
新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆 乌鲁木齐 830054
由于构成一个开放量子系统周围环境的热库里总是同时含有玻色子和费米子，用混杂库而不是单一的玻色库或费米库来描述系统的热库是比较符合实际的。利用非马尔可夫量子态扩散方法，研究了同时耦合于非马尔可夫玻色库与费米库的海森伯XYZ自旋链模型的量子纠缠和量子稠密编码信道容量的动力学演化特性，并与单一非马尔可夫库中的情况进行比较。数值模拟结果显示，与单一非马尔可夫库相比，与一个混杂非马尔可夫库耦合的海森伯自旋链模型显示出更高的纠缠度、更优的量子稠密编码以及更长的弛豫时间。这说明在提高量子纠缠、优化量子稠密编码方面，混杂非马尔可夫库比单一非马尔可夫库更有优势。
量子光学 混杂非马尔可夫库 环境记忆效应 量子纠缠 量子稠密编码 量子态扩散方法 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0527002
固体微结构国家重点实验室,南京大学物理学院, 江苏 南京 210093
超构表面是利用二维平面微纳结构调控光场的光学元件。近年来,超构表面在量子光学中的研究和应用受到越来越广泛的关注。超构表面能够实现量子器件的小型化和集成化,提高量子光源的发光效率和光源质量。结合量子光学和超构表面两个领域,介绍了量子等离激元、运用超构表面优化量子光源、运用超构表面测量和操纵量子态、量子光学的应用,以及量子发光体的量子真空调控这5个方面的最新研究进展,最后进行总结和展望。
1 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200062
2 中国科学院超强激光科学卓越创新中心, 上海 201800
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
与经典体系相比,量子信息协议在大幅提高信息处理的安全性、保真度和容量方面具有巨大的优势。各种具有不同功能的量子信息协议已经被提出并实现。介绍了利用铷原子四波混频过程构建一套能兼容多种不同量子信息协议的多功能平台。基于这个平台可以实现并行9通道全光量子隐形传态,部分无实体量子态传输和最优N→M相干态量子克隆协议。更重要的是,部分无实体量子态传输协议可以同时连接全光量子隐形传态协议和最优1→M相干态量子克隆协议。这些量子信息协议在全光量子通信中具有潜在的应用。
新疆师范大学 物理与电子工程学院, 乌鲁木齐 830054
本文采用Diosi、Gisin提出的非马尔科夫量子态扩散方法, 系统地研究了处于非马尔科夫环境中海森堡自旋链模型的几何量子失协。首先通过非马尔科夫量子态扩散主方程计算出系统的约化密度矩阵。然后将约化密度矩阵带入量子失协公式中, 从而实现了在数值上精确地模拟海森堡自旋链的几何量子失协。最后以最大纠缠态|ψAB〉=12|11〉+|00〉作为系统的初始态, 详细地讨论了系统中各种参数在海森堡自旋链几何量子失协中的作用。根据数值模拟结果显示: 环境关联系数γ、参数J、参数α和参数η能从不同的程度上影响量子系统几何量子失协动力学的演化过程。当环境关联系数γ较小时, 几何量子失协呈现出明显的上升趋势。表明非马尔科夫环境对系统的几何量子失协具有积极的作用。同时较大的参数J、参数α和参数η对系统的几何量子失协也有积极的作用。本文的研究对于增加系统的几何量子失协具有一定的作用和意义, 为实验研究者在实际中提高几何量子失协提供了理论依据。
非马尔科夫量子态扩散方法 几何量子失协 量子信息 non-Markovian quantum state diffusion method geometric quantum discord quantum information
新疆师范大学物理与电子工程学院，新疆 乌鲁木齐 830054
利用量子态扩散方法研究了耦合到多模非马尔可夫玻色库的单个三能级原子的量子隐形传态保真度的动力学演化特性，并分析了不同参数对保真度的影响。结果表明，当三能级原子与强非马尔可夫环境耦合并且三能级原子初始状态处于激发态或亚稳态时，三能级原子量子隐形传态保真度拥有较长的弛豫时间及较好的鲁棒性。此外，利用外加磁场控制三能级原子的量子隐形传态，可以使得三能级原子拥有鲁棒性较好的保真度。
量子光学 非马尔可夫 量子态扩散 保真度 磁场 激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2127002
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室, 上海 200241
在非微扰理论框架内,研究了在线偏振高频强激光场中具有σg和σu对称性的Kramers-Henneberger(KH)氢原子的本征态。该理论预测,在高频极限下,电子结构由一个包含“缀饰”库仑势且与时间无关的薛定谔方程决定。采用一组全新的基组来求解该结构方程,并且将计算结果与已有研究结果进行了比较。对于低能级本征态,尤其是基态(1s),所提方法的计算结果是精确的。但对于激发态,只有当激光强度较高时,所提方法的计算结果才是精确的。另外,还研究了KH氢原子的本征态结构。当激光强度很高时,除了低能级本征态呈现出“二分”结构之外,高能级本征态还呈现出“多分”结构。
光学学报
2021, 41(17): 1727001
贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵阳 贵州 550001
在光腔被非线性克尔介质充满的原子-腔-光纤系统中, 研究了非线性克尔介质对于不同原子系综之间量子态传输和非经典关联 (量子纠缠, 量子失谐) 转移的影响。结果表明非线性克尔介质能够增加目标原子系综间量子态的保真度和非经典关联的数值, 减缓保真度和量子关联衰减的速率, 从而延长量子态传输和非经典关联转移存在的时间。此外, 利用迹距离的度量方法研究了非线性克尔介质对于系统中量子信息流动的影响, 发现非线性克尔介质能够减小迹距离衰减的速率, 减缓目标原子系综中量子信息的流出, 并增加其量子信息存储的时间。
量子光学 原子-腔-光纤系统 非线性克尔介质 非经典关联 量子态传输 quantum optics atom-cavity-fiber system nonlinear Kerr medium non-classical correlation quantum state transfer
新疆师范大学物理与电子工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830054
运用非微扰形式的非马尔科夫量子态扩散方法, 得到了强耦合到非马尔科夫费米库的海森堡 XXZ 自旋链的精确主方程, 并利用该主方程研究了环境非马尔科夫性、不同方向的耦合强度对海森堡自旋链量子相干的影响。研究结果表明: 环境非马尔科夫性会改变量子相干的恢复度以及弛豫时间, 不同方向自旋链的耦合强度也会影响量子相干强度。
量子光学 非马尔科夫 量子态扩散方法 量子相干 quantum optics non-Markovian quantum state diffusion method quantum coherence
