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二能级原子与腔场间的量子信息转移

栗军  夏云杰  
【摘要】:量子信息转移是量子信息科学的重要内容和必不可少的环节。在早期的量子信息理论中,承载量子信息的物理位都选择微观的二值量子变量,像原子的基态和激发态、光场的两个最低的fock态等。现在看来使用这种微观的二值量子变量作为物理位实现真正意义上的量子通信非常困难,因为这种量子态的传输极易受到环境因素的影响,而宏观的量子态((相干态光场)便于传播。所以在研究构建量子网络实现量子通信时,这种微观的量子态的信息和宏观量子态信息之间的互相转换具有潜在的应用价值。Paternostro等人和Kraus等人最近讨论了二模相关压缩态光场转变为二能级原子的纠缠态,并指出了它的应用价值。赖等人利用依赖于强度耦合的J-C模型实现了最大纠缠态在原子和类奇偶相干态光场间的相互转换。本文利用二能级原子与单模腔场的大失谐J-C模型,分别讨论了单个二能级原子与相干态光场相互作用和多个纠缠二能级原子与多个相干态光场相互作用的情况,不仅能实现单原子与单个腔场之间量子信息的可逆双向传递,还能实现多个原子与多个腔场之间的量子信息的可逆双向传递。

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