克尔介质对依赖强度耦合的J—C模型纠缠度演化特性的影响.pdfVIP

2011年2月 渭南师范学院学报 Feb．201l 第26卷 第 2期 JournalofWeinanTeachersUniversity Vo1．26 No．2 克尔介质对依赖强度耦合的J—C模型 纠缠度演化特性的影响 王 菊 霞 ’ (渭南师范学院 a．物理与电子工程系；b．量子光学与光子学研究所，陕西 渭南714000) 摘 要：利用密度矩阵的部分转置矩阵负本征值的方法，研究了附加Kerr介质依赖强度耦合J—C模型中原子与光场 纠缠度随时间的演化特性，讨论了Kerr介质对原子一光场纠缠度的影响．结果表明：原子与光场问的纠缠度随时间作周期 性演化，其演化周期由光场与原子耦合强度以及光场与介质相互作用强度来确定，而且随着强度的增加而减小；纠缠度的 数值随光场光子数的增多而明显减小，或随着光场与原子耦合强度和光场与介质相互作用强度的增加而减小，并且其纠缠 程度会随光场的初始状态的不同而产生明显的变化 ． 关键词：量子光学；Kerr介质；纠缠度；演化特性 中图分类号：0431．2 文献标志码 ：A 文章编号：1009--5128(2011)02 3—o4 收稿 日期：2011—O1—2O 基金项 目：陕西省教育厅专项科研计划项 目(2010JK539)；渭南师范学院科研培育项 目(11YKFO15) 作者简介：王菊霞(1965一 )，女，陕西合阳人，渭南师范学院物理与电子工程系教授 ，博士．研究方向：量子光学 、量子 信息学与非线性光学 ． 量子纠缠现象是量子力学不 同于经典物理最奇特 、最不可思议 的特征 ．量子纠缠之所 以引起众 多科 学 家 的兴趣 ，在于测 量塌 缩 中它们所 表 现 出 的一种 非定域 的关 联 ，一种 没 有 经 典对 应 的 、超 空 间 的关 联 ． 这一现象不仅具有深远 的科学意义 ，而且在量子通讯和量子计算机 中具有潜在 的巨大价值 ．在量子信 息学 中，纠缠态扮演着重要 的角色 ，它在 QED技术制备纠缠态 、隐形传送量子态 、普适量子克 隆、量子态传 输 、密钥分配 、量子计算加速 、量子纠错等方面起着关键作用 ，因此 ，纠缠光与原子相互作用所呈现 的非经 典特性尤其具有理论和应用价值 ． 所谓 纠缠度 是 指所研 究 的纠缠态携 带纠 缠量 的多少 ．对 纠缠度 的描述 ，实质 上 是对 不 同纠 缠态 之 间 建立 定量 的可 比关系 ．由于介质环境是原子和场相互作用系统 的真实环境 ，研 究介质 的存在对 系统量子 特性 影响更具有 实 际意义 ．最近 Kerr效应 对 光 场 与原 子 相 互 作 用 过 程 的影 响 问题 已经 受 到 了广 泛 关 注 ，方 曙东等人 则采用求解薛定谔方程和数值计算方法 ，研 究 Kerr介质 中双模奇偶纠缠相干光场 与 V型三能级原子相互作用系统 的光子统计性质 ，分析双模奇偶纠缠相干光场 的纠缠度 、Kerr介质与光 场 的耦合强度 ．林继成 等人运用全量子理论和数值计算方法 ，研 究 Kerr介质腔 中处于 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 布居数 演化 特性 ．讨 论双 原子 体 系双模 纠 缠相干光场 的纠缠程度及 Kerr介质与双模光场 的耦合强度对 原子布居 时 问演化特性 的影 响 ．李高翔 等人研 究 了在充满 Kerr介质腔 中单个二能级原子与非简并双模相干光场 的相互作用 ，发现 Kerr非线性效 应 强烈影 响着光 场平 均光 子数 的 回复周期 和光 场 的二 阶相 干度 ．陈锋 等 人研 究 了在 充满 Kerr介 质 的 光腔 中，两纠缠二能级原子之一与非简并双模 光场 的相互作用 ，分析 了 Kerr效应对选择测量后光场 的非 经典性质 的影响 ．通过理论计算 ，指 出在 纠缠度一定时 ，Kerr效应对光场 的平均光子数 的时 间演化 、光场 的二阶相干性等都有强烈影响 ．但是 Kerr效应对较复杂模 型系统 中原子与光子相互作用过程非经典性 质 的影 响很少有人涉及 ．有鉴于此 ，本文讨论克尔介质对依赖 强度耦合 的 J—C模 型纠