利用腔QED制备粒子的纠缠态

作     者：刘姝姝 

作者单位：湖南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘翔

授予年度：2006年

学科分类：07[理学] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：最大纠缠态 共振相互作用 非共振相互作用 分离腔场 多能级原子 

摘      要：随着量子纠缠态在量子信息处理和量子非局域性的检测中的广泛应用,量子纠缠态的制备已成为量子信息处理中的主要任务。近年来人们利用各种不同的模型提出了许多制备粒子纠缠态的方案。而Rydberg原子和超导微波腔几乎是制备粒子纠缠态和信息处理的理想系统。本文利用腔量子电动技术,在原子与微波腔场产生共振和非共振相互作用的情况下,研究了多个光场纠缠态的制备和多能级原子纠缠态的制备。 第一章首先简单介绍了量子纠缠的量子理论基础,然后介绍了量子纠缠态的提出、发展和在量子信息处理中的应用,以及近年来量子纠缠态制备的最新进展。 第二章以Jaynes-Cumming模型为基础,利用两能级原子与单模腔场的共振相互作用,研究了多粒子纠缠态的制备。并且提出这样一个方案,通过一个三能级Rydberg原子与两个真空腔场的共振相互作用,加上经典场的辅助作用,选取合适的相互作用时间,使两个分离腔场纠缠起来。并将这个方案推广到多个分离腔场纠缠的情况。 第三章主要研究利用原子与真空场的非共振相互作用,通过腔的适当组合,选取合适的相互作用时间,再加上经典场的辅助作用,便能得到两个多能级原子的纠缠态。在这个方案中由于原子与腔场并无能量的交换,因此系统对腔场的衰减和热场都不敏感。还研究了利用原子与腔场的共振相互作用,三个多能级原子纠缠态的制备。