量子信息中的腔QED方案简介 被引量：14

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作者 曹卓良 李英群 +1 位作者 汪贤才 杨名 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期244-256,共13页

在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里,我们将腔-QED的发展作一综... 在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里,我们将腔-QED的发展作一综述。腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用。根据原子的跃频率和场模频率的关系,我们可以将上述相互作用分为两大类:共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大)。从这两不同的方案出发,我们都可以实现:纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建。但是在共振相互作用中,量子信息处理过程对腔的Q值要求很高,这就使得实验实现很困难。而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低,使得实验实现成为可能。通过比较,我们认为,大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景,使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能。 展开更多

关键词 腔量子电动力学 量子光学 纠缠态 量子隐形传态 逻辑门 量子网络

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双模光场与级联三能级原子在非旋波近似下的量子纠缠 被引量：6

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作者 丛红璐 成爽 +2 位作者 刘雪华 于娜 任学藻 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期23-28,共6页

利用全量子化理论,在非旋波近似下对双模相干态光场与级联型三能级原子相互作用的量子纠缠进行了精确求解.讨论了初始时刻原子能级的叠加和平均光子数对量子纠缠演化的影响.数值计算结果表明:初始时刻原子处于单一能级时,量子纠缠演化... 利用全量子化理论,在非旋波近似下对双模相干态光场与级联型三能级原子相互作用的量子纠缠进行了精确求解.讨论了初始时刻原子能级的叠加和平均光子数对量子纠缠演化的影响.数值计算结果表明:初始时刻原子处于单一能级时,量子纠缠演化曲线的周期随着平均光子数的增加逐渐变大;初始时刻原子能级的叠加导致初始阶段纠缠度显著降低,纠缠达到最大值的时间随着平均光子数的增大逐渐变长,且初始时刻原子能级的叠加使得量子纠缠的周期性消失;无论初始时刻原子能级处于哪种能级的叠加态,随着平均光子数的增大,由虚光子效应引起的小锯齿状的振荡逐渐增强. 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 相干态正交化展开 双模光场 三能级原子

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纠缠相干态的制备(英文) 被引量：5

3

作者 何带果 董裕力 +2 位作者 方建兴 钱丽 胡洁 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期407-413,共7页

提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Ramsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离... 提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Ramsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离的腔中实现Bell型纠缠相干态的制备。通过增加Ramsey zones和腔模就可以制备簇型纠缠相干态。原子和每个腔模的相互作用时间均为π/2λ,其中λ是原子和腔的有效耦合常数。最后讨论了方案实验上的可行性。 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 相干态 腔QED

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压缩相干态光场与Λ型三能级原子相互作用的纠缠特性 被引量：8

4

作者 哈日巴拉 萨楚尔夫 +1 位作者 杨瑞芳 崔英华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1846-1851,共6页

利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明:光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的... 利用量子熵理论,研究了压缩相干态光场与Λ型三能级原子的量子纠缠随时间的演化特性.结果表明:光场与原子纠缠度依赖于初态原子能级叠加系数、光场压缩参量、相干态振幅参量及失谐量与耦合系数之比.当光场压缩参量增大时,光场与原子的最大纠缠度增大;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠则呈现周期性演化,系统呈现接近退纠缠;若场失谐量与耦合系数之比增大,光场与原子纠缠呈现周期性,场失谐量与耦合系数的比值足够大时,在一定时刻系统可处于稳定的最大纠缠态,且系统演化呈现周期性. 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠特性 压缩相干态光场 Λ型三能级原子 原子熵

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双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质 被引量：17

5

作者 郑小虎 史守华 曹卓良 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期328-333,共6页

采用求解Schro¨dinger方程和数值计算方法, 研究了双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质, 分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子基态概率幅、失谐量、场模与原子的耦合常数以及平均光子数对光子统计性... 采用求解Schro¨dinger方程和数值计算方法, 研究了双模纠缠相干光场与Ξ型三能级原子相互作用系统的光子统计性质, 分析了双模纠缠相干光场的纠缠程度、原子基态概率幅、失谐量、场模与原子的耦合常数以及平均光子数对光子统计性质的影响. 结果表明, 双模纠缠相干光场的纠缠程度对光子统计性质的影响不大; 原子初态时基态概率幅变大使时间演化曲线的中心显著上移; 失谐量变大使时间演化曲线的振荡频率变慢; 平均光子数、场模与原子耦合常数的变化对光子统计性质的影响也很明显; 光场两模之间总为非经典相关. 展开更多

关键词 量子光学 双模纠缠相干光场 量型三能级原子 光子统计性质

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基于腔QED制备三原子W纠缠态 被引量：5

6

作者 张蕾 郝丹辉 强稳朝 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期685-691,共7页

基于腔量子电动力学(QED),提出了一种利用Ξ-型三能级原子与单模腔场发生非共振相互作用制备三原子W纠缠态的方案。该方案要求三个三能级原子和一个单模腔场,腔场最初处于真空态,与腔场作用的第一个和第二个原子最初均处于激发态,第三... 基于腔量子电动力学(QED),提出了一种利用Ξ-型三能级原子与单模腔场发生非共振相互作用制备三原子W纠缠态的方案。该方案要求三个三能级原子和一个单模腔场,腔场最初处于真空态,与腔场作用的第一个和第二个原子最初均处于激发态,第三个原子处于基态。分析和讨论了该方案的实验可行性以及失谐量δ对保真度的影响。研究结果表明:1)当原子与腔场之间的相互作用时间不同时,获得该纠缠态的保真度以及相应的成功几率不同,通过选择合适的原子与腔场之间的相互作用时间可以获得具有最大保真度的W纠缠态;2)在耦合常数不同的情况下,失谐量δ对保真度的影响程度不同。此外,研究表明该方案可以推广至制备任意分权重的W态。 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 W纠缠态 非共振 腔量子电动力学 保真度

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双模纠缠相干光与Bell态原子系统的光子统计 被引量：8

7

作者 林继成 郑小虎 曹卓良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1156-1161,共6页

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质.分析了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度... 运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的光子统计性质.分析了双原子体系的初态、光场的平均光子数、双模纠缠相干光场的纠缠程度以及双原子体系的原子间耦合强度对双模光场的光子统计性质的影响.结果表明:双原子体系的初态为|β00〉、|β10〉时,光场在其演化过程中不出现光子的反聚束效应;而当原子初态为|β01〉或|β11〉时,在一定的条件下可出现光子的反聚束效应.并且在光场的演化过程中,光子的反聚束效应出现的次数、时间和深度极其敏感地依赖于初始光场的平均光子数,而受到双模纠缠光场的纠缠程度以及双原子间偶极作用强度的影响很微弱. 展开更多

关键词 量子光学 BELL态 双模纠缠相干光场 光子统计性质

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好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度 被引量：5

8

作者 章国顺 杨名 +1 位作者 曹卓良 曹春斌 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1287-1293,共7页

考虑原子间偶极相互作用，求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度。结果表明，对于理想腔，若原子初始时刻处于相干保持态，系统保真度始终等于1；若原子初始时刻处于其余Bell态之一，腔场初态的平均光子数很小... 考虑原子间偶极相互作用，求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度。结果表明，对于理想腔，若原子初始时刻处于相干保持态，系统保真度始终等于1；若原子初始时刻处于其余Bell态之一，腔场初态的平均光子数很小，系统保真度在0～1之间作周期性振荡，随着腔场初态的平均光子数的增加，系统保真度的振荡频率增大，振幅减小。对于好腔，若原子初始时刻处于相干保持态，系统保真度呈指数单调衰减；若原子初始时刻处于其余Bell态之一，系统保真度呈指数振荡衰减，且随着腔场初态的平均光子数的增加，系统保真度的振荡频率增大，振幅减小。 展开更多

关键词 量子光学 保真度 BELL态 纠缠相干态光场 好腔

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概率隐形传送原子态的腔QED方案 被引量：6

9

作者 方曙东 汪贤才 王长春 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期459-463,共5页

提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统,利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态。方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间。隐形传态... 提出一个能够在实验上可以实现的未知原子态隐形传态的方案。该方案利用一个高Q值的光学谐振腔作为辅助系统,利用单个二能级原子和单模光场的相互作用实现未知原子态的隐形传态。方案中我们只需调节原子和腔场的相互作用时间。隐形传态的成功概率等于作为量子通道的叠加态的较小系数的模方的两倍。 展开更多

关键词 量子光学 量子隐形传态 纠缠原子态 腔QED技术

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双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的原子偶极压缩效应 被引量：7

10

作者 林继成 郑小虎 曹卓良 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期836-842,共7页

运用解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子偶极压缩特性。分析了原子体系的初态、双模纠缠相干光场的纠缠程度、初始光场的平均光子数以及两纠缠原子的相互... 运用解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子偶极压缩特性。分析了原子体系的初态、双模纠缠相干光场的纠缠程度、初始光场的平均光子数以及两纠缠原子的相互作用强度对偶极压缩性质的影响。结果表明：若初始时刻原子处在Bell态|β_(000)〉、|β_(01)〉和β_(11)〉时,不会出现偶极压缩效应。而处在Bell态|β_(10)〉时在一定条件下可呈现原子偶极压缩效应,且偶极压缩效应与初始光场的平均光子数和双模纠缠相干光场的纠缠程度有关。 展开更多

关键词 量子光学 BELL态 双模纠缠相干光场 原子偶极压缩

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两纠缠原子与光场相互作用系统场熵演化特性 被引量：3

11

作者 宋军 沈金玲 +1 位作者 张刚 曹卓良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期699-703,共5页

研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.随着光场平均光子数的增加,系统场熵均值和振荡频率增大;光场较弱时... 研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.随着光场平均光子数的增加,系统场熵均值和振荡频率增大;光场较弱时,场熵呈现一定的周期性振荡;光场增强后,场熵呈现出周期性的崩塌与回复,且随初始两原子纠缠度的增加,场熵的振幅增大. 展开更多

关键词 量子光学 熵 纠缠原子 纠缠度 相干态

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单光子波包与腔-量子点相互作用的动力学研究 被引量：2

12

作者 史鹏 李健健 +1 位作者 陈立波 顾永建 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期165-170,共6页

对单光子波包与腔-量子点模型相互作用的动力学过程进行了数学推导,并通过数值模拟实现了静态量子比特与飞行光子比特之间的相互转换。结果表明:由腔-量子点系统输出到光纤的光子是一个平滑的波包;通过改变激光脉冲作用时间等系统参数,... 对单光子波包与腔-量子点模型相互作用的动力学过程进行了数学推导,并通过数值模拟实现了静态量子比特与飞行光子比特之间的相互转换。结果表明:由腔-量子点系统输出到光纤的光子是一个平滑的波包;通过改变激光脉冲作用时间等系统参数,可实现量子点中的原子和光子的纠缠,在此基础上,即可实现不同量子点中原子的纠缠。研究结果对解决利用腔-量子点系统来构造量子计算机的接口、制备纠缠态以及实现受控量子门等热点问题具有积极意义。 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 腔量子电动力学 量子点

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双模光场与Λ型三能级原子量子纠缠的精确解 被引量：2

13

作者 丛红璐 刘雪华 +2 位作者 赵玉娜 于娜 任学藻 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期184-190,共7页

在非旋波近似下,对双模相干态光场与A型三能级原子相互作用系统的量子纠缠进行了精确求解,讨论了平均光子数及失谐量对量子纠缠演化的影响。数值计算结果表明:量子纠缠的周期随平均光子数的增大而增大;量子纠缠最大值随失谐的增大逐渐降... 在非旋波近似下,对双模相干态光场与A型三能级原子相互作用系统的量子纠缠进行了精确求解,讨论了平均光子数及失谐量对量子纠缠演化的影响。数值计算结果表明:量子纠缠的周期随平均光子数的增大而增大;量子纠缠最大值随失谐的增大逐渐降低,且达到最大值所需时间逐渐增加;当失谐较大时,量子纠缠在较短时间内具有较好的周期性;随着平均光子数及失谐的增大,虚光子效应使量子纠缠演化曲线小锯齿状的振荡逐渐增强。 展开更多

关键词 量子光学 量子纠缠 相干态正交化展开 三能级原子 非旋波近似

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双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应 被引量：16

14

作者 郑小虎 曹卓良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期570-574,共5页

采用求解Schrodinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用 过程中原子偶极算符的压缩效应,结果表明:此压缩效应与双模纠缠光场的纠缠程度、失谐量相关联。

关键词 量子光学 双模纠缠相干光场 三能级原子 原子偶极压缩

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双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的光子统计性质 被引量：5

15

作者 郑小虎 史守华 曹卓良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期325-331,共7页

本文采用求解Schr dinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与三能级原子相互作用系统的光子统计性质,结果表明:此性质与双模纠缠相干光场的纠缠程度、失谐量、双模光的平均光子数和原子的初态相关联。

关键词 量子光学 双模纠缠相干光场 三能级原子 光子统计性质

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GHZ类态原子体系与Fock态光场相互作用的动力学 被引量：7

16

作者 方曙东 曹卓良 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期197-202,共6页

采用求解Schrodinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与Fock态光场相互作用的动力学特性,讨论了原子布居算符和光场的二阶相干度与三原子体系初始态的纠缠度、Fock态光场的光场强度的成赖关系。结果表... 采用求解Schrodinger方程和数值计算的方法,研究了处于GHZ类态的三个全同二能级纠缠原子与Fock态光场相互作用的动力学特性,讨论了原子布居算符和光场的二阶相干度与三原子体系初始态的纠缠度、Fock态光场的光场强度的成赖关系。结果表明:系统处在非纠缠态,原子布居呈现出周期性的崩塌和回复现象,当光场为真空场时,出现真空Rabi振荡现象;随着光场的增强,原子布居的Rabi振荡频率增大。当系统处在纠缠态,随着纠缠度的增加,光子开始出现聚束效应,在最大纠缠态,聚束效应和反聚束效应交替出现,二阶关联函数的振荡幅度随着纠缠度的增强而增强。 展开更多

关键词 量子光学 GHZ类态 纠缠原子 Fock态光场 原子布居算符 二阶相干度

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Kerr介质中双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩 被引量：4

17

作者 费振乐 郑小虎 曹卓良 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期71-76,共6页

研究了Kerr介质中双模纠缠相干光场与V型三能级原子相互作用系统的原子偶极压缩效应,结果表明:此压缩效应和双模纠缠相干光场的纠缠程度、Kerr介质与光场的耦合强度、失谐量及原子初态相关联。

关键词 量子光学 KERR介质 双模纠缠相干光场 V型三能级原子 原子偶极压缩

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双模光场与运动三能级原子作用系统的反聚束效应 被引量：13

18

作者 汪贤才 曹卓良 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期785-792,共8页

采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与运动V型三能级原子相互作用过程中的聚束和反聚束效应.结果表明:平均光子数变动不大,系统就会由聚束效应跃变为反聚束效应,关联程度最强;平均光子数取一定数值时,原子... 采用求解Schrdinger方程和数值计算方法,研究了双模纠缠相干光场与运动V型三能级原子相互作用过程中的聚束和反聚束效应.结果表明:平均光子数变动不大,系统就会由聚束效应跃变为反聚束效应,关联程度最强;平均光子数取一定数值时,原子运动速度增大引起时间演化曲线显著上移,振荡周期变小,对系统的聚束和反聚束效应也有较强影响.当平均光子数较大时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度无任何影响;仅当平均光子数较小时,原子初态和双模纠缠相干光场的纠缠度变化引起曲线振荡幅度变化,位置发生小幅度移动,产生弱关联. 展开更多

关键词 量子光学 双模纠缠相干光场 运动V型三能级原子 共振作用 反聚束效应

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利用两能级原子与腔场的相互作用转移纠缠(英文) 被引量：3

19

作者 蔡新华 彭光含 乔闹生 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1093-1097,共5页

分析了大失谐情况下两能级原子和相干态腔场相互作用的特点;讨论了利用两能级原子和相干态腔场相互作用制备纠缠相干态的方法;提出了一个关于纠缠相干态的纠缠转移方案.在这个纠缠转移方案中,通讯伙伴之间使用的量子信道是由两个振幅相... 分析了大失谐情况下两能级原子和相干态腔场相互作用的特点;讨论了利用两能级原子和相干态腔场相互作用制备纠缠相干态的方法;提出了一个关于纠缠相干态的纠缠转移方案.在这个纠缠转移方案中,通讯伙伴之间使用的量子信道是由两个振幅相同但位相相反的相干态|α>和|—α)构成的纠缠态,通过使用两能级原子和腔肠相干态的相互作用和两模正交态测量以及经典信息的帮助,完成了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.随着近来腔量子电动力学(腔QED)技术的发展,这个方案是能够被实现的. 展开更多

关键词 量子纠缠 纠缠相干态 纠缠转移 腔QED

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Fock态腔场与Bell态原子相互作用过程中光场的量子特性 被引量：2

20

作者 宋军 沈金玲 +1 位作者 张刚 张穗萌 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期623-626,共4页

采用时间演化算符和数值计算方法,研究了Fock态腔场与2个全同二能级Bell态原子在偶极共振相互作用过程中光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性。结果表明:当2个原子初始处于不同的Bell态时,系统光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性不... 采用时间演化算符和数值计算方法,研究了Fock态腔场与2个全同二能级Bell态原子在偶极共振相互作用过程中光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性。结果表明:当2个原子初始处于不同的Bell态时,系统光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性不同,根据这些特征,可以部分甄别双原子Bell态。 展开更多

关键词 量子光学 纠缠原子 BELL态 二阶相干特性 光场压缩

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