光力振子与原子间量子纠缠和振子压缩的研究

摘要

近年来，探索光力耦合体系中的各种量子现象是量子光学以及量子信息领域中的研究重点之一。其中研究力学振子的非经典特性，对超精密测量、量子与经典边界以及量子信息处理有较为重要的意义。基于当前的理论与实验的研究状况，本文研究了双模腔中，在驱动光的作用下，双模腔中产生光压;腔在光压力的作用下，腔端镜子做机械运动，因此，镜子相当于量子谐振子。而镜子位置的变化使腔的本征频率发生改变，从而使得腔与系统发生关联耦合。同时考虑在腔中置于三能级原子系综，原子系综与腔耦合，且原子系综受到外加的激光驱动。通过解析和数值分析发现，当腔场分别受红失谐激光和蓝失谐激光驱动时，且作用于原子系综的激光场的频率和强度满足一定条件，在不考虑机械振子加热时，腔场的耗散使原子系综和机械振子之间产生稳定的双模压缩真空态，从而实现二者之间的连续变量的稳定纠缠。我们的方案中，纠缠的大小不受腔场耗散的影响，耗散大，反而使得获得上述纯的稳定双模压缩真空态的时间越短。而其他方案中，腔场耗散大，机械振子-原子间的耗散减小。当考虑机械振子加热时，利用数值求解发现，即使对于热声子数nth=400，机械振子与原子间的纠缠仍然存在，这表明该方案具有较强抗外部干扰的能力。另外，我们发现，当两个腔场均受到红失谐激光驱动时，在原子辅助下的系统可以实现机械振子压缩。我们的研究结果对如何制备强的杂合的机械振子-原子间的纠缠及机械振子压缩等相关研究，有一定的促进作用。

目录

声明

摘要

引言

第一章 本文的基础理论知识

1．1 光力学的发展

1．1．1 FP腔光力学系统

1．1．2 典型光力学系统

1．2 腔光力学系统的哈密顿量和系统算符的运动方程

1．3 两个典型的物理过程

1．3．1 量子纠缠的定义

1．3．2 量子纠缠判据及测量

1．3．3 压缩态的定义及判据

1．3．4 压缩态的数学表示

第二章 机械振子与原子系综之间的量子纠缠和机械振子的压缩

2．1 模型及主方程

2．2 线性涨落分析

2．3 光力学腔中机械振子-原子间的量子纠缠

2．4 机械振子压缩

第三章 总结与展望

参考文献

致谢