發(fā)布時間：2020-04-15 23:00

【摘要】：相干疊加態(tài)是量子系統(tǒng)與經(jīng)典系統(tǒng)最本質(zhì)的區(qū)別,原子、分子等量子系統(tǒng)的相干疊加態(tài)在現(xiàn)代量子物理與技術(shù)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。與相干疊加有關(guān)的現(xiàn)象引起了相當(dāng)大的關(guān)注,并且已經(jīng)被應(yīng)用在高靈敏磁力儀、相干布局捕獲、量子糾纏、電磁感應(yīng)透明、量子信息和計算等很多方面。相干疊加態(tài)制備的方法有很多,如受激拉曼絕熱技術(shù)(STIRAP)、啁啾脈沖技術(shù)、π脈沖技術(shù)、分數(shù)受激拉曼絕熱技術(shù)(f-STIRAP)等等。受激拉曼絕熱技術(shù)(STIRAP)是制備相干疊加態(tài)最簡單、最普遍的技術(shù),因為絕熱技術(shù)就不需要精確地控制場脈沖的面積。但是利用受激拉曼絕熱技術(shù)可以實現(xiàn)完全的布局轉(zhuǎn)移以及相干疊加態(tài)的制備等等,但是由于整個過程中系統(tǒng)的演化必須滿足絕熱條件,使得受激拉曼絕熱過程時間較長,而這會影響到該技術(shù)在量子計算中的實際應(yīng)用。為了既高效又快速地實現(xiàn)布局轉(zhuǎn)移、相干疊加態(tài)的制備以及其它量子信息過程,本文提出了相干疊加態(tài)的快速制備。本論文主要介紹了在一個四能級∧系統(tǒng)中且在不滿足絕熱條件的情況下,將這個四能級系統(tǒng)簡化成兩個三能級系統(tǒng),在這兩個三能級系統(tǒng)中通過Loop-STIRSAP協(xié)議和Modified-STIRSAP協(xié)議兩種方法來實現(xiàn)相干疊加態(tài)的制備。本論文主要分為五個部分:第一部分介紹了本論文研究的背景和基礎(chǔ)理論知識,為了更好的解釋相干疊加態(tài)的快速制備。第二部分介紹了光與物質(zhì)相互作用的半經(jīng)典理論,本文主要是在光與物質(zhì)半經(jīng)典理論下進行的。第三部分介紹了絕熱捷徑的基本理論及其在二能級和三能級系統(tǒng)中的應(yīng)用,為本論文的主要內(nèi)容做鋪墊,為了更好的介紹本文的核心內(nèi)容。第四部分主要介紹了在不滿足絕熱條件的情況下,四能級系統(tǒng)如何實現(xiàn)相干疊加態(tài)的快速制備,并研究了在Loop-STIRSAP協(xié)議中通過引入一個脈沖來消除非絕熱耦合,從而實現(xiàn)相干疊加態(tài)的快速制備;在Modified-STIRSAP協(xié)議且在大失諧的情況下重新設(shè)計泵浦脈沖和斯托克斯脈沖來消除非絕熱耦合來實現(xiàn)相干疊加態(tài)的快速制備。第五部分主要介紹了對全文的總結(jié)以及對相干疊加態(tài)快速制備研究工作的展望。
【圖文】：

所有原子都處于基態(tài)，因此被稱為相千布局捕獲（ＣＰＴ）。我們選擇一個逡逑系統(tǒng)來研究相干布局捕獲［８，９］。逡逑如圖１－１所示。這兩個低能級的｜１〉和｜２〉代表兩個塞曼能級，這兩個塞曼能級逡逑是銫基態(tài)超精細能級Ｆ邋＝邋４和Ｆ邋＝邋３。能級表示尺２或Ｐ３／２態(tài)。假設(shè)這些能級是從逡逑其他態(tài)解耦的。激光只把基態(tài)和Ｐ態(tài)中的任意一個耦合起來。在基態(tài)內(nèi)我們將能逡逑夠通過適當(dāng)?shù)氖侄危ɡ鐟?yīng)用磁場或具有相干輻射激發(fā)）將塞曼能級解耦，以便逡逑能夠觀察到這些能級的孤立對。逡逑１逡逑

圖１－２用于電磁感應(yīng)透明的三能級原子系統(tǒng)。逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ邋ａｔｏｍｉｃ邋ｓｙｓｔｅｍｓ邋ｆｏｒ邋ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉａｌｌｙ邋ｉｎｄｕｃｅｄ邋ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ邋．逡逑在一個三能級系統(tǒng)中，如圖１－２。能級｜１）和｜２＞是被振幅為￡、頻率為ｖ的探測逡逑場耦合，，我們主要研宄的是吸收和色散。能級｜２）和｜３＞被頻率為％的強的控制場逡逑耦合，其Ｒａｂｉ頻率為非對角ｐ２１，ｐ２３和ｐ１３的衰減率分別用＆，／２和廠來逡逑表示。這個密度矩陣元素／？２１，／？２３和／？１３的動力學(xué)方程則可以寫成逡逑Ｐｌ＼邋＝￣（ｉ0）２ｌ邋＋／＼）Ｐａｂ邐＇Ｕ邋（Ｐ２２￣Ｐｎ）邋＋邋Ｔ＾１ｕｅ邋＇＾ｅ邋Ｖ，Ａｌ．邐（ｌ－７ａ）逡逑Ｉｎ邐１逡逑Ａｉ邋＝－（＾３１邋＋ｒ３）Ａｉ邋－＾ｒ＾ｅ＇，ｌ＞３２邋＋＾＾ｅ，ＶＰ２ｉ，邐（ｌ－７ｂ）逡逑２ｎ邐２逡逑么３邋＝＿（如２３邋＋／２）廣２３邐ｅ邋，Ｖ邋（Ｐ２２邋￣Ｐｌｉ）＋邋＾邋ｅ，ＵＰｕ邐（１＿７Ｃ）逡逑其中ｆ）邐Ｑ邐夂ｅ—＇ｖ。＆決定低吸收和色散，逡逑Ｊｆｌ邐Ｒ２邐ａ＊逡逑也就是說我們只需要計算出最低序列在ｓ時。然而被能級｜２＞和｜３＞耦合的相干場是逡逑大的
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O413

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2629087