一、利用原子-腔场的拉曼相互作用制备双模SU(2)薛定谔猫态（论文文献综述）
种诗尧[1]（2021）在《多光子Jaynes-Cummings模型中的量子崩塌-复苏与能级-路径纠缠效应》文中指出光与物质的相互作用是物理学中十分重要的一大主题。Jaynes-Cummings模型是描述光与物质相互作用的最重要的模型之一,它描述了单模量子化电磁场与二能级原子的相互作用,在旋转波近似下精确可解,是量子光学中最简单但又能给出非平凡结果的模型,具有许多半经典模型所不能预言的性质,例如量子真空Rabi振荡、原子布居反转的量子崩塌与复苏效应等等。量子崩塌与复苏效应是Jaynes-Cummings模型中具有代表性的性质,与半经典模型只能预言布居反转的崩塌不同,复苏效应直接体现了参与相互作用的光场的量子性。在第三章中,我们研究Jaynes-Cummings模型的多光子跃迁情形,分析其与粒子物理中的超对称具有相似性的李代数结构,超对称是关于费米子与玻色子的对称性,我们由此定义了光与原子相互作用的玻色型和费米型量子态。当哈密顿量中的频率失谐为零时,这两种量子态拥有相同的能量本征值,此时,多光子Jaynes-Cummings模型的哈密顿量在超对称变换下保持不变。虽然粒子物理的超对称迄今为止并没有被发现,但超对称作为一个理论框架,作为一种优雅的数学结构,在量子光学领域,它存在的踪迹也能呈现。在第四章中,我们利用几率幅和缀饰态两种方法求解了多光子Jaynes-Cummings模型,研究了在不同光场量子态驱动下的原子布居数反转随时间的演化特性。分析了在不同情形下,原子布居反转出现或者不出现量子崩塌与复苏效应的原因。我们还发现,在满足特定条件的情形下,量子崩塌与复苏效应可以长时间存在。我们分析了三种不同条件情形之下,量子崩塌与复苏效应长时间存在的原因。简述了多光子量子崩塌与复苏效应在量子计算与量子信息领域潜在的应用价值。在第五章中,我们将多光子Jaynes-Cummings模型拓展到原子运动情形,运动原子与光场相互作用会诱导产生一个等效的非阿贝尔规范矢量势,在这一等效规范矢量势的作用下,原子内部能级与整体质心的运动轨迹纠缠在了一起,原本只在时域出现的量子崩塌与复苏效应可以在原子运动轨迹的空间域上出现。此外,我们还从最小作用量原理出发,推导出了一般电磁场的能量-动量张量及自旋流密度张量的表达式,计算了金属与介质界面、Partity-time对称界面、磁共振介质界面上表面等离极化激元的自旋流密度,并阐述其潜在的纳米力学效应。随着量子光学与冷原子物理实验技术的不断发展,前人预言的各种量子光学效应大多在实验上得到了验证。因此研究人员需要提出一些更精细的效应,本文所研究的多光子及长时间量子崩塌与复苏效应以及在诱导出的等效非阿贝尔作用势下,原子的能级-路径纠缠效应正是这样的量子光学精细效应。我们之所以提出和研究这些精细效应,一方面是可以提供对理论原理和实验手段之间的彼此检验,另一方面为设计光量子器件提供新的原理机制。
尹太双[2]（2020）在《光力系统中少光子非线性效应的研究》文中研究表明腔光力学探索了光腔与机械振子之间的辐射压力耦合。在过去的二十年间,这一领域引起了人们的广泛关注,并取得了很多成就,包括冷却机械振子到运动基态、光力诱导透明、简正模式分裂以及量子态转换等。注意到大多数成就的取得,都是通过将光力相互作用线性化得到的,本质上是因为当前实验上能够实现的单光子光力耦合强度非常弱。因此,亟需增强光力耦合达到单光子强耦合机制,即单光子水平上的光力耦合强度超过系统的衰减。在此机制下,可以揭示很多有意思的非线性量子效应,例如光子阻塞现象、光场和机械振子宏观非经典态的制备以及多声子边带等。重要的是,这些效应可以加深对单光子水平上光子-光子以及光子-声子之间相互作用的理解,在量子信息处理、量子测量以及全光量子计算中有着重要的应用。另一方面,随着纳米制造技术的提高以及微纳机械器件的发展,光力相互作用可以在许多不同的系统中实现。此外,光力系统可以和许多其它的量子系统相结合形成混杂的量子系统,这样的混杂系统为研究光子、声子与物质的相互作用提供了有力的平台,并且具备多任务处理的能力。因此,它在混杂的量子网络中有着潜在的应用。基于以上两方面,我们提出了相关方案来增强光力耦合强度,研究了光力系统中的少光子非线性效应,包括光子阻塞、光场的多分量薛定谔猫态以及光子与声子的互克尔非线性。此外,我们也对混杂系统中的声子阻塞效应进行了研究。主要工作包括以下三方面:1.我们提出了利用调制的方法实现光力系统非线性量子机制的方案。在我们所考虑的受到调制的光力系统中,机械振子的弹性常数以及初始的光力耦合受到周期性的调制。通过将弹性常数调制诱导的力学参量放大以及对耦合的调制相结合,共振的光子与声子的相互作用可以被有效的增强到单光子强耦合机制。此外,由力学参量放大诱导的放大的声子热噪声,可以通过引入一个声子的压缩真空库来抑制。当压缩真空库的相位与参量放大的相位相匹配时,放大的声子热噪声可以被完全的消除。这使得在一个弱耦合的光力系统中实现了光子阻塞效应以及腔场的非经典态（例如薛定谔猫态）。这项研究提供了一种有希望的路径来增强光力系统的量子非线性,在现代量子科学中具有潜在的应用。2.我们提出了能够显着增强光子与声子之间的互克尔非线性的方案。具体来说,我们在一个二次耦合的光力系统中考虑了双光子参量驱动。利用参量驱动诱导的压缩以及内禀的非线性相互作用,在合适的系统参数条件下,可以得到显着增强的光子-声子的互克尔非线性项。此外,压缩腔模的噪声,可以通过引入一个相关相位与参量驱动的相位相匹配的宽频压缩真空库来进行完全的抑制。在增强的互克尔非线性以及抑制噪声的情况下,我们在一个初始处于弱耦合的光力系统中,说明了实现声子数的量子非破坏性测量的可行性。我们也研究了光子与声子之间的反关联效应以及阻塞现象。原则上,这样的现象提供了一种可能性,执行光子与声子间的操纵。这些操纵可以应用于量子信息处理以及混杂的量子网络中。3.我们在由NV自旋和机械振子组成的混杂系统中研究了声子阻塞效应。在该系统中,由二阶磁场梯度诱导的NV与机械运动之间的耦合,会产生双声子J-C型的非线性相互作用。这种相互作用能够允许在强耦合机制下实现声子阻塞效应。另外,我们也研究了系统参数对声子统计特性的影响,并基于当前的实验条件,说明了该方案的可行性。这项工作扩展了使用混杂系统实现声子的量子控制的前景,为发展新型的量子器件提供了可能。综上所述,本文主要研究了如何增强光力系统的量子非线性以及相关量子效应的实现,也对混杂系统中的量子效应进行了研究。
钟文学[3]（2019）在《耗散系统中量子导引的非对称调控研究》文中提出量子信息学作为一门新兴研究学科,显示出十分广阔的科学和技术应用前景。作为量子信息的关键资源,量子关联效应得到了研究学者的广泛关注和深入研究,这不仅因为它们反映了量子力学的基本问题,而且在量子计算和量子信息处理中有着重要的应用。对于复合量子系统,量子关联具有不同的形式,包括纠缠、贝尔不等式及介于两者之间的量子导引。对于处于位置和动量的理想关联量子态的一对粒子,在一定时刻后它们在空间上完全分离,研究发现对其中一个粒子（粒子A）的测量会立刻影响处于遥远的另一个粒子（粒子B）的状态,爱因斯坦将其称之为“幽灵般的超距作用”,薛定谔则用“量子导引”的概念来描述这种作用。量子导引的最显着特点就是它的方向性。对于处于纠缠状态的两体系统Alice和Bob,对Bob系统的测量能够远距离地影响Alice的状态,使之处于一个特定状态。它是一类新的量子非局域特性。正是因为它的方向性,量子导引在量子信息处理过程中得到了重要的应用。另一方面,实际的物理系统不可避免地与环境发生能量交换或信息交流,即关注的系统与量子库（环境）发生了耗散作用,库的存在导致了退相干,从而减弱两个或多个子系统的量子关联效应。如何在耗散系统中获得稳定的高度关联的信息源成为了科研学者们致力追求的热点问题。幸运的是,耗散可以对非局域量子关联的建立起到积极效应。特别地,利用光与物质相互作用建立量子化的Bogoliubov变换模式,进而利用量子库理论使得Bogoliubov变换模演化成为稳定的光子数接近于零的状态,由此导致了原始的量子化模式彼此关联。本文对噪声环境下量子系统的非对称量子导引的产生提出了几种可行的方案,其创新工作主要有以下几个方面:首先,我们利用原子相干诱导的单通道量子耗散过程获得了两场模间稳态的单向EPR导引。这个方案考虑的是双级联型四能级原子系统,基于全共振相互作用,所有的光场与不同的原子跃迁共振,且由于原子相干诱导的混频过程产生的光场呈现了EPR导引关联特性。根据缀饰态表象和Bogoliubov模方法,在变换模和缀饰原子之间发生了非对称的耦合作用,即两个Bogoliubov模每次仅有一个与缀饰原子相互作用,这样的一种非对称相互作用导致了非对称的耗散通道,其中一个变换模的光子被缀饰原子吸收,而另一个变换模不受缀饰原子的影响。正是这样的作用机制导致了单向EPR导引的产生,通过改变外加驱动场的强度,可以获得光子数较多的Bogoliubov模导引光子数较少的Bogoliubov模。当前方案的优势有以下几点,首先本方案产生的量子导引关联是基于全共振作用系统,共振相互作用不仅存在于电磁场和裸原子,还存在于Bogoliubov模和缀饰原子之间,而且非对称的量子导引关联的产生只需要改变一个外加驱动场的强度就可以实现;其次,非对称关联的场模可以有较大的频率差,原因在于腔模的产生强烈的依赖于原子不同能级的跃迁频率,选择合适的原子能级耦合,可以产生光场和微波场之间的量子导引关联;最后也是最重要的一点,本方案是基于原子库的耗散作用实现单向的EPR导引,免疫于随机过程中的起伏,且不依赖场和原子的初态。其次,我们探讨了关联辐射激光系统中热噪声对关联辐射光源单向EPR导引的影响。该方案考虑一个三能级级联系统与双模腔场相互作用,原子初始制备在高激发态和基态的叠加态上,腔场被热库阻尼。研究表明热噪声不仅对稳态的单向EPR导引的产生起到了积极的作用,而且扩大了单向EPR导引所存在的区域。研究讨论了平衡腔损耗和非平衡腔损耗两种情况。无热光子时,系统呈现了双向EPR导引,这主要源于注入的原子相干。当热噪声涉及时,单向导引成为主体,且参数选择范围非常宽松。物理上,热噪声极大地增加了两个关联辐射模式的平均光子数,也导致了两腔模间强度差的增大。显然这将引导两腔模的平均光子数的非对称性,进而诱导了上面两能级跃迁的光场对下面两能级跃迁光场的单向导引。最后,我们利用热噪声调控低品质腔输出场的单向EPR导引。本方案考虑的是两个低品质腔与一单个四能级原子发生色散作用,同时,两个腔分别耦合于一个热库。在低品质因子和弱拉曼跃迁条件下,两个输出模式展现了强烈的关联性。当两腔场耦合真空库时,对称的双向导引关联发生于两个输出模式之间。当热库出现且热光子数不对称时,非对称的EPR导引关联出现,且导引方向可通过改变热库中的平均光子数与腔场的衰减参数调控。研究表明热噪声和腔损耗对两输出场间形成的非对称性导引关联起到了积极的作用。目前方案有以下几个显着特征:首先,单向EPR导引的产生源于腔场与热库的耗散作用,在噪声环境中对量子态操控,对量子信息处理更有优势。其次,单向导引发生于两个低品质腔之间,放宽了对好腔和强耦合的要求。且考虑的是输出模式的非对称关联,更加便于测量。
任志红,李岩,李艳娜,李卫东[4]（2019）在《基于量子Fisher信息的量子计量进展》文中研究指明量子计量是超冷原子气体研究中的一个热点领域.超冷原子体系独特的量子性质（量子纠缠）和量子效应有助于大幅度提高待测物理量的测量精度,这已经成为量子精密测量中的共识.量子Fisher信息对该领域的发展起了非常重要的作用.本文首先介绍量子Fisher信息的基本概念和量子计量的主要内容;然后简要回顾这些理论在提高测量精度方面的应用,特别是多粒子量子纠缠态的产生及其判定;再介绍线性和非线性原子干涉仪的相关进展;最后论述量子测量过程中的统计方法的研究进展.
黄栩璨[5]（2018）在《利用离子阱技术产生光场非线性和探测空间非对易性》文中指出离子阱和腔量子电动力学（QED）作为研究量子现象和验证量子理论的两个重要技术手段,在量子光学领域得到人们极大的关注。它们对开拓量子物理的应用发挥了非常重要的作用,尤其是在量子信息、量子计算、量子模拟和高精密测量等方面取得了令人瞩目的研究成果。本论文基于离子阱和腔量子QED,提出了两个具有一定创新性的理论方案:1.将离子阱技术和腔QED技术相结合,借助两囚禁离子的声子交换,提出了产生两离子合作跃迁双光子非线性过程的理论方案。多光子非线性过程在量子信息处理和产生非经典量子态等方面具有十分重要的意义,但是实际的非线性过程需要在很强的激光场下才可以实现,而量子信息处理一般要求在单光子水平下进行。若是没有足够强的激光场条件,传统的非线性光学手段将不再适用。我们发现通过两个离子的声子交换,可以实现弱光场情况下的双光子非线性过程。此方案的优点是交换声子的两个通道干涉相消,从而避免了外界热噪声的影响。我们采用James方法,得到了比采用微扰论所得结果具有更为普遍意义的有效哈密顿量。2.基于二维离子阱技术,提出了一个探测空间非对易性的理论方案。我们对一个离子在两个相互垂直的方向上都施加同样的双色激光场,通过算符和公式的变换巧妙地将空间坐标的非对易关系转化到原子内能级的布居上,这样测量原子布居即可判断空间坐标是否存在非对易性,并可给出空间非对易参数范围和离子阱环境各参数的关系,计算特定参数下能得到的最大探测概率。
李艳娜[6]（2018）在《利用受激拉曼跃迁实现超冷原子的混合纠缠》文中认为如何实现空间完全分离的两个实物粒子的量子纠缠是一个尚未解决的问题。利用粒子的不同的自由度对其进行量子纠缠的混合纠缠是目前的一个重要研究内容。由于受激拉曼过程是对原子的空间自由度（动量）和内部自由度（自旋）的耦合,我们从理论上对利用受激拉曼跃迁实现空间分离的超冷原子的量子混合纠缠进行了研究。受激拉曼跃迁已经被成功地运用在原子冷却和人造原子自旋轨道耦合的实验上,在冷原子物理学中起了重要的作用。受激拉曼过程需要在三能级体系中实现,在这个过程中,其上能级在大失谐的条件下通常可以忽略,因此体系就等价于一个二能级体系,所以本文首先就这个理论工作进行了理论分析,并由此提出实现空间分离的两超冷原子的混合纠缠方案。在这个过程中,由于总粒子数守恒,因此位相耗散是一个必须考虑的问题,基于此我们对两模体系的位相耗散的粒子数动力学进行求解。此外由于原子间的相互作用是不可避免的,冷原子体系的非线性相互作用也是一个值得讨论的问题,因此本文中我们主要研究了三个问题:利用双光子拉曼跃迁,实现超冷原子混合纠缠态的产生并进行了Bell态测试,开放系统中位相耗散问题,以及对称双势阱中超冷原子的定态解分岔问题。具体阐述如下:首先,基于受激拉曼过程相干关联了原子的内能和空间动量态的事实。因此在本文中我们提出了一个利用双光子受激拉曼过程来纠缠两个空间分离的原子的可行方案,我们证明了用受激拉曼过程可以实现原子分束器和原子自旋和动量的纠缠。通过调整原子的内部和外部自由度,利用Yurke和Stoler在Phys Rev.A 46,2229（1992）中提出的方案,双光子受激拉曼过程产生的纠缠态原子可以违反CHSH-Bell不等式。对原子赝自旋或动量进行实验可行性线性操作还可以实现原子Bell态分析。其次,基于主方程,我们研究了具有位相耗散的双模哈伯德模型的动力学。我们给出了一个具有相位噪声和非对称性的不考虑粒子间相互作用的解析解。我们研究了双模的非对称性和相位噪声对动力学演化的影响。通过对粒子布居数动力学的研究,我们可以将其应用到制备twin Fock态,也可以用于预测自旋轨道耦合的原子气体在动量空间中形成的双势阱中的动力学演化。最后,由于原子间的相互作用是不可避免的,并且会导致一些新奇的量子现象,尤力小组在2017年发表的文章中指出驱动相变可以产生确定的纠缠,同时,之前的一些文章也提过利用原子间的相互作用可以产生纠缠,因此我们研究了对称双势阱中新奇非线性幂次的一维Gross Pitaevskii型薛定谔方程的分岔。临界幂次的一般关系以非线性遂穿与非线性相互作用比值的形式给出,超出这个临界值,分岔从超临界分岔转变到具有鞍节点的次临界分岔。我们给出了一个临界幂次值的一般关系,超过这个临界值,分岔就会从超临界分岔转变到次临界分岔。在非线性强度非常弱时,我们的结果可以被约化到所谓的普适幂次。一旦非线性相互作用变得足够大,这个临界幂次取值依赖于非线性相互作用强度,势阱的形状,以及系统的空间维度。通过数值计算,我们预测了基态和激发态的由非线性诱导的分岔的转变。
李卫[7]（2017）在《压缩态光场的双色本振光探测及应用》文中研究指明非线性光学是量子光学的一个重要分支,主要研究介质在强相干光作用下产生的非线性效应。非线性光学不仅突破了传统光学中线性叠加原理和独立传播原理的限制,而且揭示出光场在介质中的位相关联和能量转换。近年来,随着激光技术的日益成熟,诸如倍频、和频、差频和受激散射等非线性效应都取得了快速的发展。尤其是基于光学非线性效应产生的压缩态光场,更是受到了人们的广泛关注,并成功地在不同的物理系统中实现了压缩态的制备。同时,压缩态光场也被广泛的应用于光学精密测量、量子态工程、量子存储、量子通信和量子计算等各个领域。本文主要介绍了基于PPKTP晶体搭建光学参量放大器的一系列工作:利用三个声光调制器产生了一束双频激光,并将其作为本振光验证了压缩真空态两对对称边带之间的EPR关联;利用双色本振光和压缩真空态提高了低频信号测量的信噪比;将双频激光作为光学参量放大器的信号光,实现了真空态、相干态、压缩真空态、振幅压缩态和位相压缩态的重构;将两束单模压缩光在50/50分束镜耦合产生纠缠光,并将其应用于相干态的部分隐形传输实验中。将PPKTP晶体的前端面作为输入耦合镜,搭建了半整体光学参量放大器,并利用反射的泵浦场将腔长锁定后,得到了压缩真空态光场。利用三个声光调制器产生了一束频率分别为基频光两侧对称边带的双频激光,并将其作为本振光实现压缩真空态的探测,进而验证了压缩真空态两对对称边带之间的EPR关联特性。用双色本振光实现压缩真空态的平衡零拍探测,并通过改变双色本振光的功率比,寻找最优化的增益因子,进而获得最大的条件压缩。在辅助光光路中引入低频相位调制,与压缩真空态在98/2分束镜耦合后,进入平衡零拍探测系统,进而提高了低频信号测量的信噪比。分别将单边带和双边带作为光学参量放大器的信号光,并用一束基频本振光对其进行测量,进而用光学零拍层析的方法重构了真空态、相干态、压缩真空态、振幅压缩态和位相压缩态的Wigner函数。将两束单模压缩光在50/50分束镜耦合后得到纠缠光,并将其应用于相干态的部分隐形传输实验中。通过控制联合Bell态测量过程中被破坏的信息量,从而用低于3dB的纠缠源实现了保真度对于不可克隆极限2/3的突破,得到了最大的保真度为0.9。
谢鸿[8]（2017）在《基于腔光力系统的量子相干操控》文中认为人们总是希望能在越来越大的物理系统中观测到量子特性。腔光力系统则提供了这样一个平台,使人们有可能实现对机械振子的量子态操控,并在宏观系统上检验量子态叠加原理、观察宏观物体的退相干过程等,从而揭示从量子物理到经典物理转变的物理本质。近年来,随着基态冷却技术的突破,腔光力系统取得了一系列鼓舞人心的进展,人们已经在腔光力系统中实现了电磁诱导透明、对机械振子的压缩、光场和机械振子之间的纠缠、以及对微小位移和力的高精度测量等。腔光力系统中光子和声子之间具有内禀的非线性相互作用,但是由于单光子强耦合条件的限制,目前的实验研究都是基于所谓的线性化模型,而忽略了这种内禀非线性。因此,在单光子弱耦合条件下,如何利用光子和声子之间的非线性耦合实现对光场和机械振子的确定性量子态操控成为一个有挑战性且很有意义的课题。此外,腔光力系统一个突出的优点在于其光学自由度和机械自由度都容易与其他物理系统如原子、BEC、LC回路等再进行耦合,构成腔光力混合系统。在腔光力混合系统中探索综合利用不同物理体系的优点,这对于量子通信和量子计算具有重要的理论意义和实际意义。在本文中,我们主要研究了如何利用腔光力系统中非线性动力学演化过程,实现在弱耦合条件下的单光子非线性、操控机械振子的量子态以及在电-光力混合系统中实现光波光子和微波光子的非经典关联。主要工作包括:1、基于二次方耦合光力系统,实现了单光子量级上的光学非线性相互作用。所谓二次方耦合光力系统,是指光子与机械振子位移的二次方发生耦合的系统。我们发现在外场驱动下,可以通过增大驱动场强度提高二次方耦合光力系统中的光子和声子之间的有效非线性耦合强度,从而使得即使在弱耦合条件即单光子耦合强度go远小于腔的耗散速率κ下,也能实现强的单光子非线性。我们通过理论分析和数值模拟分别计算了光场的二阶关联函数,并讨论了光场的统计性质。结果表明:这种单光子非线性对于环境噪声具有鲁棒性,同时在边带可分辨极限和有效强耦合条件下,当前实验条件就可以实现光子阻塞效应和光子诱导隧穿效应。2、基于二次方耦合光力系统,实现了声子间Kerr型的非线性相互作用。尽管声子阻塞效应已经在纳米机械振子中得到研究,但都是通过将机械振子与一个二能级系统进行耦合来实现的。而利用腔光力系统的光力耦合实现声子阻塞效应,目前未见相关报道。我们发现在二次方耦合光力系统中,利用外场近共振驱动,可以获得声子之间强的Kerr型非线性相互作用。同时,我们分别采用理论分析和数值模拟方法计算了声子的二阶关联函数,讨论了声子的统计性质,实现了声子阻塞效应。另外,我们发现若腔场和机械振子初始都处于相干态,在光子和声子之间这种非线性相互作用下,腔场和机械振子将发生纠缠,而当系统演化到某一个时刻,光场和机械振子的纠缠将解除,此时机械振子将被制备到薛定谔猫态上。3、基于电-光力混合系统,实现了光波光子和微波光子之间的非经典关联。在电-光力混合系统中,利用机械振子为媒介分别和光波及微波耦合,从而实现光场和微波场的间接相互作用。通过理论计算和数值模拟讨论了斯托克斯光子和反斯托克斯光子之间的互关联函数,结果表明:在机械振子初始时被冷却到基态的条件下,互关联函数强烈违背Cauchy-Schwarz不等式,即光波光子和微波光子产生强的非经典关联。这种具有不同波长的非经典关联光子对在量子信息科学中有潜在的应用前景。
张伟伟[9]（2016）在《量子行走在分析物理系统的拓扑和相对论性质方面的应用》文中认为在经典世界中,随机行走是设计高效的包括量子密码算法在内的量子算法的一个基础模型。由于Heisenberg测不准原理、量子不可克隆定理以及非正交量子态不可可靠区分定理等量子物理机制,量子行走作为对应于经典随机行走的量子模型表现出不同于经典随机行走的独特性质。量子行走作为设计量子算法的基础,在量子保密通信和量子信息处理方面具有很大的应用前景。量子行走还是一个很强大的模拟平台,可以被用于模拟一些量子物理系统和研究相应物理系统的性质,有助于将这些性质应用于量子密码设计等领域。本文主要研究量子行走在分析物理系统的拓扑和相对论性质方面的应用以及设计量子行走的通用的物理实现方案。量子行走在分析物理系统的拓扑性质方面的应用:自从量子霍尔效应发现以来,量子物理系统的拓扑性质引起了理论和实验上的广泛关注。人们发现了量子整数、分数霍尔效应、拓扑绝缘体以及利用物理系统的拓扑性质进行拓扑计算等。但是在实验中,对拓扑物理系统的模拟和测量非常困难,经常需要超强磁场以及极低的温度条件。因此,找出简单的能够模拟拓扑物理系统的模型将促进这一领域的发展。量子行走作为模拟物理系统的很好的工具具有解决此难题的潜力。已经有学者在一维离散时间量子行走中发现了拓朴相的存在。在本论文中,我们发现二维连续时间量子行走可以被用来探测一类自旋物理系统的拓扑相以及系统的拓扑相过渡。我们考虑的物理系统为一类具有任意强度的自旋-轨道耦合的二维的自旋系统。在我们的数值模拟中,二维连续时间量子行走模型中的粒子在具有拓扑性质的哈密顿量的驱动下进行演化,此演化过程与哈密顿量的拓扑不变量有关。在具有不同拓扑不变量——Chern数的哈密顿量的驱动下,粒子传播的速度和演化图腾不同并且其在哈密顿量的拓扑相过渡点发生变化。具体地说,粒子在位置空间的概率分布的标准差对时间的一阶导数在哈密顿量的拓扑相过渡点发生变化。我们发现连续时间量子行走中的这个物理量可以用来检测此类物理系统拓扑相以及拓扑相过渡。量子行走中的相对论效应的研究:Strauch于2006年首次分析一维Dirac方程和量子行走之间的关系,并指出初始态为局域态的量子行走中粒子的概率密度的时间演化与相对论粒子波包的扩散有雷同,即双峰波包的出现。具体地,在离散时间量子行走中,当硬币旋转算符中的旋转角度为小值时,系统演化的有效哈密顿量具有Dirac哈密顿量的形式。在我们的数值模拟中,当粒子的初始态为非局域态（粒子在位置空间的概率分布为高斯分布）时,粒子在量子行走过程中会演化为薛定谔猫态,此过程与硬币旋转算符的参数无关。经过分析发现,在这种条件下系统的有效哈密顿量并不能简化为Dirac哈密顿量,其包含了动量的二次项。但是系统的有效哈密顿量的本征值具有线性色散性质,其相应的本征向量与动量弱相关,这些正是量子行走中薛定谔猫态形成的原因。由此我们可以得出结论,薛定谔猫态的形成并不能用于标识量子行走的相对论性质。通用的量子行走的光学实现方案:目前很多学者提出了标准或拓展量子行走在不同物理系统中的实现方案:光学系统、冷原子、超导线路等。但是这些方案只能实现一种量子行走,不具有拓展性和兼容性。因此提出可拓展的、可以实现多种量子行走的方案可以节省实验的时间和资金成本,实现多种量子行走实验直接的顺利切换。我们提出了一个基于光学系统的通用量子行走模型的实现方案。利用我们的实现方案可以实现标准量子行走、类电场量子行走以及分步量子行走,用于演示薛定谔猫态的形成以及系统的拓扑相变等。此方案中粒子的演化空间为光的轨道角动量空间和极化空间。
黄晓彬[10]（2016）在《基于耦合腔阵列的多原子比特纠缠态制备》文中提出量子信息是当前国际研究的热点之一,量子纠缠则是量子信息处理的一种非常重要的资源。因此如何对纠缠态进行操纵,是量子信息发展的基础。相对于其他物理系统,腔量子电动力学系统（腔QED）具有能够通过原子进行信息存储和光子进行信息传输的优点,因此是实现各种纠缠态操纵的重要平台。耦合腔QED阵列系统具有可扩展性的优点,可以为量子信息发展提供很好的技术支持。此外,绝热捷径技术既有绝热技术的优点又能快速实现目标量子态,近年来引起人们广泛的关注。本文基于耦合腔系统,研究二维耦合腔阵列的动力学过程以及如何在耦合腔系统中快速制备多原子纠缠态。本文主要内容如下:第一章,主要介绍了量子纠缠态,腔QED系统和耦合腔QED系统,量子Zeno动力学和连续耦合操作下的量子Zeno效应,以及本文所采用的两种绝热捷径技术:无跃迁量子寻迹算符和不变厄米算符反向驱动。本章末尾简要介绍了本文的主要研究内容和结构。第二章,我们研究了由四个腔直接耦合而成的二维耦合腔阵列系统中的动力学过程。通过研究发现,在单激发条件下,我们通过对腔与腔之间的耦合系数ν、原子腔的耦合失谐量△以及初始激发所处的原子等参数进行调节,可以获得不同形式的动力学过程,并且可以近似获得四原子纠缠态。第三章,我们把“无跃迁量子寻迹算符”和“量子Zeno动力学”结合起来构建一种绝热捷径技术,并利用该绝热捷径技术在耦合腔系统中实现多原子W态的快速制备。数值模拟显示,利用所构建的绝热捷径技术进行W态的制备能够有效的缩短演化所需要的相互作用时间,并且对消相干和参数波动等的影响具有鲁棒性。第四章,我们结合“不变厄米算符反向驱动”和“量子Zeno动力学”构建另一种绝热捷径技术,同样利用这种新构建的技术在耦合腔系统中快速制备多个原子系综纠缠态。数值分析结果表明,我们的方案不仅仅是快速的,而且对参数波动和消相干作用具有鲁棒性。第五章,我们基于不变反向驱动方法构建绝热捷径技术,在由光纤连接的耦合腔中实现三原子GHZ态的快速制备。数值模拟说明我们的方案是快速的,并且对消相干作用和参数波动具有鲁棒性。最后给出全文的总结与展望。
二、利用原子-腔场的拉曼相互作用制备双模SU(2)薛定谔猫态（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、利用原子-腔场的拉曼相互作用制备双模SU(2)薛定谔猫态（论文提纲范文）
（1）多光子Jaynes-Cummings模型中的量子崩塌-复苏与能级-路径纠缠效应（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 有关Jaynes-Cummings模型的理论研究进展 |
| 1.2 实现Jaynes-Cummings模型的实验系统 |
| 1.2.1 腔量子电动力学系统 |
| 1.2.2 超导电路量子电动力学系统 |
| 1.2.3 囚禁离子系统 |
| 1.3 本论文的主要内容和创新点 |
| 2.电磁场与物质的相互作用的基本理论 |
| 2.1 电磁场与原子相互作用的半经典理论 |
| 2.2 电磁场与原子相互作用的全量子理论 |
| 2.2.1 单模电磁场与二能级原子相互作用的全量子模型 |
| 2.2.2 相干态驱动下的量子崩塌与复苏效应 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.多光子Jaynes-Cummings模型及其超对称性 |
| 3.1 超对称概述 |
| 3.2 多光子Jaynes-Cummings模型的引入及其超对称性 |
| 3.3 多光子Jaynes-Cummings模型的物理实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.多光子Jaynes-Cummings模型中的量子崩塌与复苏效应 |
| 4.1 多光子Jaynes-Cummings模型的求解 |
| 4.1.1 几率幅方法 |
| 4.1.2 缀饰态方法 |
| 4.2 相干态驱动下多光子Jaynes-Cummings模型的时间演化特性 |
| 4.3 双光子Jaynes-Cummings模型中的长时间量子崩塌-复苏效应 |
| 4.4 少光子数相干态驱动的失谐情形下的量子崩塌-复苏效应 |
| 4.5 亚泊松分布光场驱动的长时间量子崩塌-复苏效应 |
| 4.6 压缩态驱动下多光子Jaynes-Cummings模型的时间演化特性 |
| 4.7 Q函数的量子崩塌与复苏效应 |
| 4.8 本章小结 |
| 5.多光子跃迁诱导的超对称等效规范势与能级-路径纠缠效应 |
| 5.1 超对称规范势的引入 |
| 5.2 多光子跃迁过程中的原子能级与路径纠缠效应 |
| 5.3 含时多光子Jaynes-Cummings模型中的几何相位 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 7.附录:表面光场与原子的相互作用 |
| 7.1 金属-介质界面上表面等离激元的自旋流密度及纳米力学效应 |
| 7.1.1 金属-介质界面上的表面等离极化激元 |
| 7.1.2 电磁场的自旋流密度 |
| 7.1.3 表面等离极化激元的电磁自旋流密度 |
| 7.1.4 基于表面等离极化激元自旋密度的纳米力学效应 |
| 7.2 Partity-time对称界面上表面等离极化激元的自旋流密度 |
| 7.2.1 Partity-time对称界面上SPPs自旋流密度的平均值 |
| 7.2.2 Partity-time对称界面上SPPs自旋流密度的瞬时值 |
| 7.3 磁共振介质界面上TE模SPPs的自旋流密度 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（2）光力系统中少光子非线性效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪言 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 光力相互作用 |
| 1.3 量子非线性效应 |
| 1.4 本课题研究的主要内容和意义 |
| 2 调制光力系统中的量子非线性效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论和模型 |
| 2.3 增强光力耦合产生的光子阻塞 |
| 2.4 增强光力耦合产生的腔场的非经典态 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 双光子参量驱动诱导的光子-声子互克尔非线性的增强 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论和模型 |
| 3.3 光子-声子互克尔非线性的增强实现的声子非破坏性测量 |
| 3.4 光子-声子的反关联效应 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 混杂系统中的声子阻塞 |
| 4.1 混杂量子系统 |
| 4.2 理论和模型 |
| 4.3 双声子耦合诱导的声子阻塞 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 进一步工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文目录 |
（3）耗散系统中量子导引的非对称调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 电磁场与物质的相互作用 |
| 2.1.1 经典电磁场与物质的相互作用 |
| 2.1.2 量子化的电磁场与物质相互作用 |
| 2.1.3 缀饰原子描述 |
| 2.2 耗散与退相干理论 |
| 2.2.1 库理论 |
| 2.2.2 腔的退相干与输入输出理论 |
| 2.2.3 等效库的耗散 |
| 2.3 量子关联理论 |
| 2.3.1 光场的压缩与压缩变换 |
| 2.3.2 EPR纠缠 |
| 2.3.3 量子导引及导引判据 |
| 第三章 利用单通道的原子耗散实现光场的单向EPR导引 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与主方程 |
| 3.3 Bogoliubov模的EPR导引判据 |
| 3.4 稳态下光场的单向EPR导引 |
| 3.4.1 平衡腔损耗下的稳态EPR导引 |
| 3.4.2 非平衡腔损耗下的稳态EPR导引 |
| 3.4.3 讨论和比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 3.6 附录 |
| 3.6.1 非平衡腔损耗下的稳态解 |
| 3.6.2 量子导引判据的推导 |
| 第四章 关联辐射激光系统中热噪声对EPR导引的调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型与主方程 |
| 4.3 场模的单向EPR导引制备 |
| 4.3.1 平衡腔损耗情形 |
| 4.3.2 非平衡腔损耗情形 |
| 4.3.3 平均光子对数和强度差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 利用热噪声操控低品质腔输出场的非对称EPR导引 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与主方程 |
| 5.3 输出场的EPR导引调控 |
| 5.3.1 平衡腔损耗下输出场的EPR导引 |
| 5.3.2 非平衡腔损耗下输出场的EPR导引 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工作总结与展望 |
| 参考文献 |
| 完成工作目录 |
| 致谢 |
（5）利用离子阱技术产生光场非线性和探测空间非对易性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 腔量子电动力学 |
| 1.1.1 腔量子电动力学概述 |
| 1.1.2 Jaynes-Cummings模型及其应用 |
| 1.2 离子阱 |
| 1.2.1 离子阱基本原理 |
| 1.2.2 Paul阱中囚禁离子的物理模型 |
| 1.2.3 离子阱中非经典量子态的制备 |
| 1.2.4 基于离子阱技术的量子计算方案 |
| 1.3 空间非对易性及其研究进展 |
| 1.4 本论文结构安排 |
| 第2章 基于囚禁离子的声子交换实现双光子过程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双模腔场中两原子的协作双光子跃迁 |
| 2.3 基于囚禁离子的声子交换实现腔场的双光子过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 利用离子阱技术对空间非对易的探测方案 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空间非对易性的物理描述 |
| 3.3 非对易空间中的二维谐振子 |
| 3.4 利用二维囚禁离子探测空间非对易方案 |
| 3.4.1 理论模型 |
| 3.4.2 操作方案 |
| 3.4.3 数值计算与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第 4 章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）利用受激拉曼跃迁实现超冷原子的混合纠缠（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超冷原子简介 |
| 1.2 混合纠缠(hybrid entanglement) |
| 1.3 受激拉曼过程 |
| 1.3.1 受激拉曼冷却 |
| 1.3.2 拉曼诱导自旋轨道耦合 |
| 1.4 玻色约瑟夫森模型 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 第二章 超冷原子的混合纠缠和Bell态分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双光子拉曼过程和原子分束器 |
| 2.2.1 光场中的二能级原子 |
| 2.2.2 原子的外部自由度 |
| 2.2.3 受激拉曼过程 |
| 2.2.4 原子分束器 |
| 2.3 空间分离的原子的纠缠 |
| 2.4 原子Bell态分析仪 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双模玻色爱因斯坦凝聚体的耗散动力学 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型和解 |
| 3.3 粒子布居数的动力学演化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 对称双阱中玻色爱因斯坦凝聚体的分岔 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 奇异幂次非线性薛定谔方程 |
| 4.3 分岔转换 |
| 4.4 比率r与非线性项的关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（7）压缩态光场的双色本振光探测及应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光场的正交算符 |
| 1.2 高斯态 |
| 1.2.1 真空态 |
| 1.2.2 相干态 |
| 1.2.3 单模压缩态 |
| 1.2.4 双模压缩态 |
| 1.3 量子态的Wigner函数 |
| 1.4 边带表象 |
| 1.5 论文结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 用双色本振光实现压缩真空态的探测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压缩态的制备 |
| 2.2.1 利用原子系综产生压缩态 |
| 2.2.2 利用光纤产生压缩态 |
| 2.2.3 利用铁电晶体产生压缩态 |
| 2.3 单模压缩光对称边带之间的关联 |
| 2.3.1 理论研究现状 |
| 2.3.2 实验研究进展 |
| 2.4 用双色本振光测量信号光的理论分析 |
| 2.5 实验装置 |
| 2.5.1 激光器 |
| 2.5.2 双边带产生装置 |
| 2.5.3 光学参量放大器 |
| 2.5.4 平衡零拍探测 |
| 2.6 实验结果 |
| 2.6.1 单边带本振光与双边带本振光对压缩真空态的测量 |
| 2.6.2 基频信号光的测量 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 利用压缩光和双色本振光提高信号测量的信噪比 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究进展 |
| 3.2.1 低频压缩的实验研究 |
| 3.2.2 利用压缩光提高引力波探测的灵敏度 |
| 3.2.3 依赖于频率的压缩光实验研究 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.3.1 不同功率的双色本振光对于信号场的测量 |
| 3.3.2 单模压缩光的理想条件压缩 |
| 3.3.3 单模压缩光的实际条件压缩 |
| 3.4 实验实现 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 压缩优化步骤 |
| 3.4.3 压缩优化测量结果 |
| 3.4.4 提高低频信号探测的灵敏度 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 用可控边带注入的方法实现压缩态的重构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究现状 |
| 4.2.1 量子态重构的理论研究 |
| 4.2.2 准经典量子态的重构 |
| 4.2.3 非经典量子态的重构 |
| 4.2.4 产生算符和湮灭算符的实验实现 |
| 4.3 理论分析 |
| 4.3.1 平衡零拍探测 |
| 4.3.2 光学参量放大器对于单边带输入场的作用 |
| 4.3.3 探测机制 |
| 4.4 实验装置 |
| 4.5 实验结果 |
| 4.5.1 光学参量放大器的参量转换 |
| 4.5.2 压缩态在频域的噪声特性 |
| 4.5.3 真空态和压缩真空态的重构 |
| 4.5.4 相干态和明亮压缩光在时域的量子噪声 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 相干态的部分无实体传输 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究现状 |
| 5.2.1 分离变量量子隐形传输 |
| 5.2.2 连续变量量子隐形传输 |
| 5.2.3 混合变量量子隐形传输 |
| 5.3 部分无实体传输的理论分析 |
| 5.3.1 相干态隐形传输的保真度 |
| 5.3.2 相干态部分无实体传输的理论分析 |
| 5.4 相干态部分无实体传输的实验实现 |
| 5.4.1 纠缠态的制备的实验装置 |
| 5.4.2 纠缠态的制备的过程及结果 |
| 5.4.3 相干态部分隐形传输 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 成果目录 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（8）基于腔光力系统的量子相干操控（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中文文摘 |
| 绪论 |
| 第一章 腔光力系统的理论描述 |
| 1.1 光学微腔 |
| 1.1.1 光学微腔的基本性质 |
| 1.1.2 腔的输入输出理论 |
| 1.2 机械振子 |
| 1.2.1 机械振子及其耗散 |
| 1.2.2 噪声谱密度 |
| 1.3 光学微腔和机械振子的相互作用 |
| 1.4 腔光力系统的线性化处理 |
| 1.5 腔光力系统中的非线性过程 |
| 1.5.1 单光子强耦合 |
| 1.5.2 单光子强耦合条件下的单光子非线性 |
| 第二章 强驱动下二次方耦合光力系统中的单光子非线性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 二次方耦合腔光力系统的理论模型 |
| 2.3 非谐振能级 |
| 2.4 二阶关联函数和光场的统计性质 |
| 2.4.1 二阶关联函数 |
| 2.4.2 单光子非线性 |
| 2.5 数值模拟和结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 二次方耦合光力系统中机械振子的非线性特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 声子间Kerr型相互作用 |
| 3.3 声子阻塞效应 |
| 3.3.1 声子的二阶关联函数 |
| 3.3.2 数值模拟和结果分析 |
| 3.4 机械振子薛定谔猫态的制备 |
| 3.4.1 系统的演化算符 |
| 3.4.2 薛定谔猫态的制备 |
| 3.5 Wigner函数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 光波光子和微波光子的非经典关联 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电-光力混合系统的理论模型 |
| 4.3 光波光子和微波光子的非经典关联 |
| 4.3.1 Cauchy-Schwarz不等式 |
| 4.3.2 光波光子和微波光子的二阶关联函数 |
| 4.4 数值模拟和结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 附录 自关联函数与互关联函数的计算 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）量子行走在分析物理系统的拓扑和相对论性质方面的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 量子行走的介绍 |
| 1.2.1 连续时间量子行走 |
| 1.2.2 离散时间量子行走 |
| 1.2.3 量子行走的物理实现 |
| 1.3 论文安排及主要研究成果 |
| 第二章 连续时间量子行走中的拓扑性质及其分析 |
| 2.1 物理系统的拓扑性质简介 |
| 2.1.1 量子物理系统中的典型拓扑现象 |
| 2.1.2 量子物理系统中拓扑性质基本概念 |
| 2.2 量子行走在研究物理系统的拓扑性质方面的现状 |
| 2.3 连续时间量子行走的拓扑应用 |
| 2.3.1 模型介绍 |
| 2.3.2 连续时间量子行走中的拓扑现象 |
| 2.4 在冷原子系统中研究连续时间量子行走的拓扑性质 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 离散时间量子行走中猫态的形成及其与相对论效应的关系 |
| 3.1 相对论效应简介 |
| 3.2 量子行走在研究相对论效应方面的现状 |
| 3.3 薛定谔猫态在离散时间量子行走中的形成及其分析 |
| 3.3.1 模型介绍 |
| 3.3.2 粒子演化过程中的相对论效应与猫态的形成关系 |
| 3.3.3 利用量子行走制备及控制薛定谔猫态:物理实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 通用的量子行走的光学实现方案 |
| 4.1 拓展量子行走方案 |
| 4.1.1 类电场量子行走 |
| 4.1.2 分步离散量子行走 |
| 4.2 光学实现方案 |
| 4.2.1 标准量子行走方案的光学实现 |
| 4.2.2 类电场量子行走方案的光学实现 |
| 4.3 薛定谔猫态在光学系统中的实现 |
| 4.3.1 分步量子行走方案的光学实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 用BLOCH函数表示方式对粒子演化速度的推导 |
| 致谢 |
| 博士在读期间完成的论文 |
| 博士在读期间参与完成的项目 |
（10）基于耦合腔阵列的多原子比特纠缠态制备（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 量子纠缠态 |
| 1.1.1 量子纠缠态简介 |
| 1.1.2 量子纠缠态描述 |
| 1.2 腔QED系统 |
| 1.2.1 耦合腔QED系统 |
| 1.2.1.1 直接耦合腔 |
| 1.2.1.2 间接耦合腔 |
| 1.3 量子Zeno动力学 |
| 1.3.1 连续耦合操作下的量子Zeno效应 |
| 1.4 绝热捷径技术 |
| 1.4.1 无跃迁量子寻迹算符 |
| 1.4.2 不变厄米算符反向驱动 |
| 1.5 本文研究重点及主要内容 |
| 第二章 在二维耦合腔阵列中确定性的制备四原子纠缠态 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 在共振相互作用下制备四原子纠缠态 |
| 2.3 非共振相互作用下的耦合腔动力学现象 |
| 2.4 纠缠态的保真度讨论 |
| 2.5 总结 |
| 第三章 在耦合腔系统中通过无跃迁量子驱动制备多原子纠缠态 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 提出基于无跃迁量子驱动的绝热捷径方案去制备W态 |
| 3.3.1 使用无跃迁量子驱动构建绝热捷径方案 |
| 3.3.2 基于绝热捷径方案快速制备W态 |
| 3.4 通过绝热捷径方案快速制备N原子W态 |
| 3.5 总结 |
| 第四章 在耦合腔系统中利用绝热捷径实现多个原子系综纠缠态的快速制备 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 Lewis-Riesenfeld相位 |
| 4.3 实现三个原子系综纠缠态的快速制备 |
| 4.4 数值模拟和讨论 |
| 4.5 实现N个原子系综纠缠态的快速制备 |
| 4.6 总结 |
| 第五章 在耦合腔系统中基于不变反向驱动方法实现三原子GHZ态的快速制备 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实现三原子GHZ态的快速制备 |
| 5.3 数值模拟和讨论 |
| 5.4 总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、利用原子-腔场的拉曼相互作用制备双模SU(2)薛定谔猫态（论文参考文献）
- [1]多光子Jaynes-Cummings模型中的量子崩塌-复苏与能级-路径纠缠效应[D]. 种诗尧. 浙江大学, 2021(01)
- [2]光力系统中少光子非线性效应的研究[D]. 尹太双. 华中科技大学, 2020(01)
- [3]耗散系统中量子导引的非对称调控研究[D]. 钟文学. 华中师范大学, 2019(01)
- [4]基于量子Fisher信息的量子计量进展[J]. 任志红,李岩,李艳娜,李卫东. 物理学报, 2019(04)
- [5]利用离子阱技术产生光场非线性和探测空间非对易性[D]. 黄栩璨. 上海师范大学, 2018(02)
- [6]利用受激拉曼跃迁实现超冷原子的混合纠缠[D]. 李艳娜. 山西大学, 2018(04)
- [7]压缩态光场的双色本振光探测及应用[D]. 李卫. 山西大学, 2017(02)
- [8]基于腔光力系统的量子相干操控[D]. 谢鸿. 福建师范大学, 2017(08)
- [9]量子行走在分析物理系统的拓扑和相对论性质方面的应用[D]. 张伟伟. 北京邮电大学, 2016(02)
- [10]基于耦合腔阵列的多原子比特纠缠态制备[D]. 黄晓彬. 福州大学, 2016(07)