90年代以来,以量子计算和量子通讯为主要内容的量子信息学作为一门新兴的学科日益发展起来。量子纠缠态作为一种量子信息处理的基本物理资源,被广泛地应用于量子计算、量子通信、量子隐形传态和量子密集编码等领域中。量子系统中纠缠态的产生、度量及操纵是量子纠缠研究的一个关键问题。近年来有关连续变量纠缠态的制备及其在量子信息处理中的应用是量子光学和量子信息科学的前沿研究领域。这不仅是因为对于连续变量纠缠态性质的研究可以用于验证量子力学的基本原理,而且还由于连续变量纠缠态是量子信息处理的基本资源,因此如何制备连续变量纠缠态受到人们的广泛关注。本文中,在考虑腔衰减情况下,研究了单原子QED腔系统中双模腔场的稳态纠缠特性和平均光子数。具体来说,主要分为以下四个部分:(1)第一部分是绪论,主要介绍了量子纠缠态和量子纠缠态在量子通信中的应用;(2)第二部分简要介绍了纠缠态的判定和度量,着重介绍了几种常用的判定和度量纠缠态的方法;(3)第三部分以二能级原子和梯形三能级原子为例,阐述了原子与光场相互作用理论(半经典理论和全量子理论),重点介绍了原子与光场相互作用的哈密顿量的具体表达形式;(4)第四部分研究了单原子QED腔系统中双模腔场的稳态纠缠特性和平均光子数,并分析和讨论了经典场强度、频率失谐等系统参数对腔场稳态纠缠特性的影响。研究结果表明,基于我们的方案,腔场的稳态纠缠可以在相当广的系统参数范围内实现,通过调节外场可以有效地调节双模腔场的纠缠度和平均光子数。
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