發(fā)布時(shí)間：2018-11-05 10:01

【摘要】：量子壓縮態(tài)和糾纏態(tài)是量子光學(xué)和激光物理中的重要概念,有助于理解量子力學(xué)基本問題,例如實(shí)在性、定域性、隱變量等,以及在高精度測量方面有廣泛應(yīng)用。且壓縮態(tài)和糾纏態(tài)是緊密聯(lián)系的,都是量子信息和量子通信中不可或缺的資源,可以用作量子編碼、量子秘鑰分配和量子態(tài)傳遞等等。基于相干演化,許多方案已被提出制備壓縮和糾纏。但是,通過這種方式制備的壓縮態(tài)和糾纏態(tài)很容易被破壞,因?yàn)樗鼈兒艽嗳?對環(huán)境的耗散或者消相干十分敏感,且相干時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于腔的本征時(shí)間。近來,另外一種機(jī)制,即Bogoliubov模耗散,被提出用來制備壓縮和糾纏。一般情況下,耗散被認(rèn)為在建立量子關(guān)聯(lián)的過程中起消極作用,所以人們盡可能的減小耗散。然而,Bogoliubov模耗散與真空庫或者熱庫耗散機(jī)制不同,一旦兩個(gè)個(gè)體模合并成Bogoliubov模,且被人工庫所耗散,那么這兩個(gè)個(gè)體模演化進(jìn)入了壓縮態(tài)和糾纏態(tài)。本質(zhì)上,Bogoliubov模耗散創(chuàng)造了一個(gè)雙光子過程。本文就是基于誘導(dǎo)出Bogoliubov模的耗散來制備壓縮態(tài)和糾纏態(tài)。論文創(chuàng)新工作包括以下幾個(gè)方面：首先,我們提出了一個(gè)腔耗散方案來實(shí)現(xiàn)原子系綜和振子的雜合模壓縮和糾纏。這個(gè)方案是基于原子系統(tǒng)中的四波混頻作用和光力系統(tǒng)中的輻射壓作用,兩種作用合起來導(dǎo)致了原子和振子以Bogoliubov模的形式與腔場作用,在絕熱條件下,腔場耗散使得雜合的Bogoliubov模演化進(jìn)入真空態(tài),這對應(yīng)著雙模壓縮和糾纏態(tài)。在Bogoliubov模作用條件和非Bogoliubov模作用條件兩種情況下我們分別對雜合系統(tǒng)的參數(shù)依賴性作了分析。在以前的工作中,原子和腔場的下轉(zhuǎn)換相互作用是缺失的,只有腔場與振子的下轉(zhuǎn)換作用存在且是非共振情況。而在我們的方案中,原子和振子都與腔場存在下轉(zhuǎn)換作用,且是共振相互作用。腔場起著耗散的作用,使得原子和振子進(jìn)入壓縮態(tài)和糾纏態(tài)。其次,我們探討了腔中雙色場與原子相互作用情況下原子吸收即耗散對場關(guān)聯(lián)的影響。我們先考慮了一個(gè)二能級原子系綜同具有不同頻率和一定振幅的雙色場相互作用,通過轉(zhuǎn)移原子和場的非線性到綴飾原子中,我們分離出Bogoliubov模與綴飾原子的相互作用。Bogoliubov模的耗散建立了兩個(gè)個(gè)體模的雙光子過程,從而導(dǎo)致了雙模壓縮。作為一個(gè)擴(kuò)展,我們考慮一個(gè)三能級Λ型原子與雙重雙色場的相互作用。我們提取了類Bogoliubov的四模作用形式,建立了由四個(gè)模相互作用構(gòu)成的四邊形雙光子過程,從而導(dǎo)致了四模壓縮。必須要說明用單色場和雙色場分別與原子作用產(chǎn)生雙光子的過程是截然不同的。對于雙色情況,兩個(gè)場同時(shí)耦合到一個(gè)原子躍遷來建立雙光子過程,而對于單色來說,兩個(gè)場分別耦合到兩個(gè)級聯(lián)的原子躍遷通道。且對于雙色情況來說,最好的壓縮雖被限制在50%,但是壓縮幾乎存在于整個(gè)區(qū)域,而對于級聯(lián)躍遷的單色情況來說,盡管在特殊參數(shù)下壓縮得到加強(qiáng),但是壓縮范圍被大大的限制了。最后,我們呈現(xiàn)一個(gè)機(jī)制來產(chǎn)生雙光力透明。這個(gè)機(jī)制是基于移動腔鏡耦合到一個(gè)輔助的力學(xué)振子。在純力學(xué)耦合和輻射壓的共同作用下,探測光子激發(fā)進(jìn)入腔模的通道變?yōu)榱巳齻�(gè)。在這個(gè)三個(gè)通道間的相消干涉發(fā)生在不同的頻率處,導(dǎo)致了兩個(gè)透明窗口的出現(xiàn)。且兩個(gè)透明窗口的位置依賴于兩個(gè)振子間的力學(xué)耦合強(qiáng)度。此外,產(chǎn)生的斯托克斯場發(fā)生簡正模式分裂,四波混頻過程在共振處完全被抑制。以前的工作中,兩個(gè)振子同時(shí)與腔場作用且頻率不同,雙透明窗口才出現(xiàn)。而在我們的方案中,兩個(gè)振子的頻率可以相同,且兩個(gè)透明窗口的位置可控。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O431.2

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本文編號：2311719