多体纯态系统中的纠缠与纠缠交换

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本文研究了在J-C模型中利用二能级原子与单模场的相互作用,制备出原子与光场的纠缠态.随着时间的演化,原子与光场组成体系的纠缠度呈现出周期性变化规律.研究结果表明:在失谐量等于拉比频率时,该体系的纠缠度将长时间处于最大纠缠态.本文通过对纠缠原子间初始纠缠度不同时体系的三体纠缠态纠缠量进行研究,得出纠缠原子对Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的影响情况,结果表明:初始时刻两原子间纠缠度越大,体系三体纠缠量震荡越激烈,达到最大纠缠量次数越多;随两原子间耦合量大于原子与场的耦合量,三体纠缠量会减小.在光场为Fock态的情况下,本文还推导出Λ型三能级原子和V型三能级原子分别与双模场的共振相互作用体系状态波函数.在光场与原子的耦合常数选取适当情况下,通过改变相互作用时间,体系将演化为三体最大纠缠态——纠缠GHZ态,且体系生成为三体纠缠GHZ态的时间随光场与原子的耦合常数选取以及体系初态的不同而不同,这为制备三体纠缠GHZ态提供了一种有效方案.这在量子信息的存储和纠缠态的制备等实验中可能会有所启发,并为在量子纠缠本质问题上进行深入研究提供了特例,而对量子纠缠的深入研究无论是对于量子信息的基本理论还是未来潜在的应用都会产生深远的影响.在本文中,我们还提出利用Tavis-Cummings模型实现纠缠态的交换的方法.
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