基于腔QED的超导量子比特的非传统几何相位门

在一个高品质腔中植入两个超导量子干涉仪，并使腔与超导量子干涉仪发生大失谐作用来实现2个量子比特的非传统几何相位门。这里的量子逻辑门操作，其特点是利用几何位相的整体几何性质来避免某些局域的无规噪声的影响，从而可以获取在量子计算过程中的高保真度。最后，作为一个直接应用，讨论了采用所提出的非传统几何相位门来实现2个量子比特的Deutsch-Jozsa算法。     

双模腔中利用循环跃迁的人工原子实现频率转换

在双模腔中,利用循环布局跃迁的人工原子,给出了实现腔模场频率上转换和下转换的方案.其中,腔模和经典场与三能级人工原子的相互作用都是共振耦合.因此,系统的量子动力学操作处于较高的速度进行.从抑制退相干的角度看,这是非常有意义的.结果表明,制备人工原子在某个初态,可以实现腔模频率上转换和下转换操作.最后,简单说明了从腔模场的任意初态可产生双模压缩态.     

四能级原子与双模腔QED作用实现Fredkin门功能

通过四能级原子与双模腔QED系统的谐振作用,提出实现三量子位Fredkin门功能的方案,其中原子量子态作为控制位,两个腔模量子态作为目标住.对方案的实验可行性进行讨论.     

选择原子测量对光场反聚束效应的影响

采用数值计算方法,研究了初始处于SU(2)相干态的双模腔场与一个Ⅴ型三能级原子共振相互作用系统的光场反聚束效应.讨论了选择原子测量以及两个腔模总光子数、配分参量、耦合系数和原子初态对光场反聚束效应的影响.结果表明:对原子进行态选择测量或原子初始处于低能级,a模的反聚束效应明显地增强;当两个腔模的耦合系数相同并直接对原子进行态选择测量时,光场的反聚束效应不随时间改变;减少两个腔模的总光子数M,光场的反聚束效应明显地增强.     

双模场对相干态的制备

提出一种制备双模场对相干态的方法.在本方法中,两个级联型三能级原子逐个地穿过两个初始时处于真空态的单模腔,然后对原子进行探测,在一定条件下,两个腔模被制备到对相干态.     

用腔QED技术实现纠缠交换

基于腔QED系统,提出一种纠缠交换的方案,不仅能实现没有直接相互作用的原子不同程度的纠缠,还能实现未知纠缠状态转移到没有直接相互作用的原子上去.在此方案中只对原子做独立测量,没有使用联合测量,原子跃迁频率与场模频率大失谐,场只是虚激发,腔场品质因子的要求比共振条件下大大降低.     

二能级原子-双模腔场系统中原子的崩塌与回复现象

借助于数字模拟方法分析了二能级原子与双膜辐射腔场相互作用的Jaynes—Cummings模型，结果表明：腔场处于双模真空场，原子振荡与单光子相似；当失谐模制备于粒子数态，原子的拉比振荡频率随光子数和原子与腔场的耦合系数比增大而增大，并发生原子的相干捕获；当失谐模制备于相干态，原子展现规则地崩塌与回复现象，且随相干光场平均光子数的增大，拉比频率增大，振荡的幅度减小．     

概率量子隐形传态的腔QED实现

本文提出了一个实验上可行的单原子未知态的概率量子隐形传送。在这个方案中,原子1开始处于一个任意的量子态,原子2和3处于一个部分纠缠纯态。发送者Alice对原子1和2进行Bell基测量后并通过经典通道把测量结果告诉接收者Bob,Bob再把原子3和一个辅助原子A同时注入一个单模真空腔场。只要控制原子与腔场的相互作用时间,就能够使原子3最大概率地重现原子1最初的未知态,即量子隐形传态的成功几率等于作为量子通道的部分纠缠态的较小叠加系数的模的平方的两倍。另外,由于原子是与大失谐的真空腔场相互作用,所以此方案不受腔衰减的影响。     

与原子相互作用的压缩真空态场的位相特性

本文应用Pegg-Barnett位相理论，研究了与原子相互作用的压缩真空态场的位相统计特性；与单一压缩真空态场位相特性比较，讨论了原子与压缩真空态场相互作用对场的位相特性的影响。     

SU（2）场与V型三能级原子相互作用系统中光场压缩特性

采用全量子理论和数值计算方法,研究了初始处于SU（2）相干态的双模腔场与一个V型三能级原子共振相互作用系统的光场差压缩特性.讨论了在没有对原子进行态选择测量、直接对原子进行态选择测量和应用经典微波场并对原子进行态选择测量的三种情况下,两个腔模总光子数、配分参量、耦合系数和原子初态对光场双模差压缩的影响.结果表明：原子初始处于低能级或增加两个腔模的总光子数,差压缩平均程度明显地增强;减小配分参量,差压缩平均程度明显地减弱;当两个耦合系数相同并对原子进行态选择测量时,差压缩平均程度不随时间改变.