半导体物理

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翻译样例: 多模光场与二能级原子Nj度简并NΣ光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的演化
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描述旋转波近似下无损腔中单模量子化光场与单个二能级原子相互作用的标准Jaynes-Cummings模型(简称JCM[1])是一个精确可解模型. 近年来, 随着 Phoenix 和 Knight (P-K)[2~4]用量子熵理论研究光场与二能级原子相互作用的熵演化特性, 许多作者研究了JCM及其推广模型中的熵特性. P-K证明了量子熵函数由于自动包含了量子系统密度矩阵的全部统计矩, 因而量子熵是一种十分方便而灵敏的量子态纯度的操作测量, 光场(原子)量子熵的时间演化反映了光场与原子之间量子纠缠程度的时间演化, 量子熵越高, 量子纠缠程度越大. 而量子隐形传态[5]、量子计算[6~8]和量子远程传输[9~11]等量子信息过程[12]的基本资源就是量子纠缠态. 因此, 定量地研究量子纠缠对于评估量子信息过程的有效性和很好地控制实验条件下制备量子纠缠态都是很重要的人们曾研究了单光子JCM[2,3,13,14]、双光子JCM[4,15,16]及多光子JCM[17,18]中场量子熵及场与 原子间量子纠缠的演化, 对于双模光场与单个二能级原子非简并双光子共振相互作用过程中场量子熵与场-原子间量子纠缠也有所研究[19]. 然而, 目前为止, 对于多模光场与单个二能级原子相互作用系统中场量子熵及场与原子间量子纠缠的演化特性则研究甚少. 本文研究多模相干态光场与单个二能级原子任意Nj度简并NΣ光子跃迁共振相互作用系统中场量子熵及场与原子之间量子纠缠的演化特性. 用量子约化熵理论研究多模相干态光场与单个二能级原子之间的量子纠缠数值计算结果表明: (ⅰ) 随着初始平均光子数12nnn ==的增加, 场量子熵的值减小, 特别是当()fSt12nnn== 足够大(强场条件下)时, 场量子熵在整个演化过程中几乎趋于其最小值零, 也就是说, 光场越强, 场与原子之间的量子纠缠越弱, 当场足够强时, 两个子系统或许处于长时间的退纠缠状态. (ⅱ) 场量子熵强烈地依赖于原子的初始状态. 场量子熵在短时间的振荡后达到其最大值, 而后几乎停留在最大值处, 且原子分布角越大, 场量子熵演化到其最大值所需的时间越短, 即场与原子之间总是处于纠缠态, 且在短时间的振荡后几乎停留在最大纠缠态. (ⅲ) 原子偶极相位角除了πφ=外不影响场量子熵, 这就表明原子偶极相位角几乎不影响场与原子之间的量子纠缠

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