量子態(tài)的制備和重構以及量子點系統(tǒng)中的慢光研究.pdf

1、本論文研究的內容包括兩個大的方面的主題,第一部分內容是量子態(tài)雙模 Wigner 函數的重構,兩原子的最大糾纏態(tài),腔場的糾纏相干態(tài),兩激子的最大糾纏態(tài)以及三激子的 W 態(tài)的制備.第二部分是在非對稱的雙量子點中電壓調控的慢光效應.主要研究成果包括: 1.態(tài)矢量及其表示不能直接測量,因此人們希望能通過一些可觀測量來重構態(tài)矢量或它的某種表示.本文中研究了在兩個腔中的雙模量子態(tài)Wigner函數重構的方案.得到了雙模腔場Wigner函數與原

2、子布居數之間的一個簡單關系,利用微脈塞測量原子的布居數,進行一個簡單的數值積分,我們就可以得到腔場的雙模 Wigner 函數. 2.量子糾纏態(tài)的制備是量子信息科學中的一個重要課題,它可用于檢驗量子力學的基本原理,而且也是實現量子通信的重要的量子信道.本文中研究了在空間上分開的兩個原子糾纏態(tài)的制備.得到了利用單光子干涉的方法,而不是通過兩個原子相互作用演化得到兩個原子的最大糾纏態(tài).與類似采用光子干涉方法得到原子糾纏的方案相比,我們

3、的方案具有以下兩個方面的優(yōu)點:首先,不需要兩個單光子探測器同時探測到光子.其次,采用了自動反饋的方法大大提高了成功的幾率.然后又研究了利用糾纏交換的方法,實現遠距離的原子間糾纏的方案.這個方案是建立在當前腔QED技術的基礎上.目前這個方案可以作為一種選擇來組建量子通信的量子網絡. 3.研究了連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備.首先考慮了三個二能級原子分別與三個相同的腔場大失諧色散的相互作用,得到了三個腔場的w型糾纏相干態(tài).然后又研究了一個人型

4、的三能級原子和單模腔場相互作用,同時受到一個外加經典場的驅動,利用該相互作用我們可以制備腔場的相干態(tài)以及多種宏觀可區(qū)分態(tài)的疊加形式. 4.研究了在多量子點的腔QED系統(tǒng)里的激子動力學.首先,我們從理論上研究了激子聲子相互作用對單模腔中兩耦合量子點、三耦合量子點的影響,主要考慮了兩量子點之間的靜態(tài)的激子激子偶極相互作用與動態(tài)的F<,o¨>rster相互作用.通過探測從腔內泄漏的光子數來制備激子的最大糾纏Bell態(tài)和W態(tài).數值計算結

5、果表明,激子聲子相互作用、靜態(tài)的偶極一偶極相互作用都會降低糾纏態(tài)產生的幾率,而動態(tài)的FiStster相互作用會增加產生糾纏態(tài)的幾率.我們的研究結果對以固體量子點為基礎的腔QED系統(tǒng)實現激子的糾纏提供了一種方案. 5.研究了在非對稱的雙量子點中電壓調控的慢光效應.在非對稱的雙量子點中我們考慮橫向耦合和縱向耦合兩種耦合方式,利用雙量子點中電子的隧穿率代替EIT中的控制光,在雙量子點系統(tǒng)中得到了類似原子系統(tǒng)的EIT現象.理論分析了在不