原子和光场依赖强度耦合系统中量子特性的研究

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1、万方数据StudyonQuantumPropertiesintheSystemofAtomInteractingwithLightFieldViaIntensity—dependentCouplingTypeof：Degree△曼垒鱼曼盟i璺旦皇g!曼曼Candidate圣h垒Q丛i堕g圣h坠QSuperVisorandRankLiu)(iaoJuanProfessorSchool墨QhQQ!Ql￡hY曼i曼§Program!h曼Q!曼!ig垦!旦hY曼i殳§Specialization!坠!星!垒曼!iQ坠QfLigh!垦n鱼丛垦!!星!UniversityH坠垒

2、垒坠竖坠iY星!§ilYQf苎堡i星坠鱼星量塾亟!星鱼h坠Q!QgYⅢ5Ⅲ3哪8舢7㈣3㈣肌7，⋯2肿Y万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：参帅辱吼瑚年占月z日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允

3、许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：导师签名：日期：弘fD年厶月二日日期：伽，汐年石月2日辱抛∞孓，＼恚苏万方数据摘要研究原子与光场相互作用系统的动力学及其非经典效应是量子光学的重要内容。量子熵理论是理解和研究量子计算、量子通信、量子纠缠等热点问题的理论基础和有力工具。本文运用量子熵理论研究具有典型意义的量子信息系统一原子与光场依赖强度耦合模型中纠缠与原子压缩和信息保真度等量子特性，得到了如下有意义的结论：1．应用量子

4、约化熵研究了双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程中原子与光场间的纠缠演化特性。结果表明，强场条件下，通过选择系统初态参数、控制原子与光场的作用时间，可周期性制备光场与原子的EPR态和可分离态。2．应用量子相对熵研究了双模相干光场与原子依赖强度耦合双光子过程中光场的模间纠缠演化特性。揭示了通过适当选择原子和场初态参数，可以调控光场的模间纠缠；可增加或减弱双模相干光场间纠缠度，但无法使双模间完全退纠缠。表明计入依赖强度耦合后，双模相干光场与原子双光子过程是个好的纠缠资源。3．运用量子信息熵理论，研究了运动二能级原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制；比较了

5、分别从基于信息熵不确定关系和海森堡不确定关系出发得出的结果；分析了制备原子最佳熵压缩态的充要条件，并进行了数值验证。考察了常模结构参数对最佳熵压缩态的影响。结果表明信息熵压缩是对原子压缩效应的高灵敏量度；控制原子与场的相互作用时间，斩断原子和场的纠缠，选择原子的相干性，调节系统的相对位相可制备原子最佳熵压缩态；控制常模结构参数，可获得持续的原子最佳压缩态。4．运用全量子理论研究了含原子运动的依赖强度耦合J—C模型中体系的量子信息保真度，讨论了在不同的原子初态、场模结构参数、平均光子数条件下体系量子态保真度的演化情况，考察了信息保真度与原子和场的纠缠的关系。研究表明原

6、子运动初态、场模结构参数、平均光子数对量子态保真度都有影响，场模结构参数的增值导致了原子和场的退纠缠，提高了量子态保真度；在整个过程中，原子的保真度要明显高于系统和光场的保真度，在量子信息传输过程中，原子态的保真性能较好。万方数据关键词：依赖强度耦合；二能级原子；双模相干态；量子纠缠；最佳熵压缩态；量子态保真度万方数据ABSTRACTItisoneoftheimportantcontentsforthequantumnopticstostudyofthedynamicsandnon-classicalpropertiesoftheatominteractingwit

7、hthefield．Theoryofquantumentropyisthetheoreticalfoundationanditisapowerfultoolinunderstandingandstudingthehotissuesofquantumcomputing，quantumcommunication，quantumentan91ementetc．Inthispaper，thequantumpropertiesofentanglement，atomiccompressionandfidelityetc．inamodeloffieldinteractingw