玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统中的量子特性

摘要

为了进一步揭示玻色-爱因凝聚原子与二项式光场相互作用系统中的量子特性，以及运动原子与二项式光场相互作用系统的量子特性，更好的理解和应用量子信息理论，本文将量子信息论中的压缩理论、保真度理论、信息熵理论运用到光场与原子的相互作用系统。利用全量子理论、量子信息保真度理论、量子信息熵理论等方法，分别研究了玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统中的压缩特性、原子玻色一爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统的保真度以及与二项式光场相互作用的运动原子熵压缩，得到一些新结果。 首先，根据二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体与二项式光场耦合系统的相互作用二项式光场和玻色-爱因斯坦凝聚系统的特点，讨论了耦合输出相干原子束的压缩性质。研究结果发现：二项式光场的两正交分量的涨落均可压缩，压缩程度受系统参数的影响，并且随时间呈周期性变化；BEC原子激光的两正交分量的涨落也均可压缩，改变光场与原子间的相互作用强度的情况下，原子间的相互作用不利于原子激光压缩效应的产生，若考虑存在外场作用，则外场对压缩效应将产生明显的影响。 其次，通过研究玻色-爱因斯坦凝聚原子与二项式光场相互作用系统的保真度，讨论了原子间相互作用强度、处于基态时超冷原子数和光场参数的不同取值对系统保真度有影响，结果表明：通过改变原子间相互作用强度和基态原子数可以改变系统保真度的幅值和振荡刷期，而光场参数的改变只影响保真效果，适当选取参量可以得到较好量子信息保真。 最后，在完成前期工作的基础上，又研究了运动二能级原子与二项式光场相互作用过程中运动原子的信息熵压缩，讨论了不同原子初态和光场的有关参数对信息熵的影响，通过选择不同的原子初态、场模结构、场调节参数及原子运动速度可以调控原子信息熵的压缩方向、偶极矩分量值和压缩周期，适当的选择参数可得到持续性的原子信息熵压缩。

目录

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第一章引言

第二章理论基础

2.1玻色-爱因斯坦凝聚的条件

2.1二项式光场

2.3压缩理论

2.3.1光场压缩理论

2.3.2原子压缩理论

2.4保真度

2.5信息熵理论

第三章玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统中的压缩特性

3.1理论模型

3.2光场和原子激光的压缩效应

3.2.1场的压缩效应

原子激光的压缩效应

3.3结论

第四章原子玻色-爱因斯坦凝聚与二项式光场相互作用系统的保真度

4.1理论模型

4.2保真度的演化

4.3结论

第五章与二项式光场相互作用的运动原子熵压缩

5.1理论模型及计算

5.2数值结果及讨论

5.3结论

第六章总结和展望

参考文献：

已发表和已完成的论文

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