本文主要研究一個量子比特被嵌入在兩個耦合腔中的一個腔內(nèi)的量子系統(tǒng)演化的量子速度極限.這種級聯(lián)結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)兩腔之間的耦合強度、原子和腔之間的耦合強度以及腔的耗散來調(diào)控系統(tǒng)的量子速度極限.結(jié)果表明,較強的腔-腔耦合強度J可以促進該系統(tǒng)的量子態(tài)的演化.我們發(fā)現(xiàn)在不同的情況下,量子速度極限受到原子激發(fā)態(tài)布居數(shù)與非馬爾科夫性的共同影響,即使是非馬爾科夫作用很小對其影響也很大.此外,我們還發(fā)現(xiàn)了較大的腔耗散強度可以阻礙該系統(tǒng)的量子演化速度. 

【文章來源】：晉中學院學報. 2020,37(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

量子速度極限時間τQSL以無量綱時間δ/Γ1為變量的演化行為

我們通過數(shù)值計算展示了量子速度極限時間τQSL在量子比特和腔場C1的耦合強度κ不同的情況下以無量綱場之間耦合強度J/Γ1為變量的動力學演化（見圖1）.這里，我們假定第一個腔的耗散率Γ1=1，量子比特和腔之間的失諧δ=0，第二個腔的耗散率Γ2=0（圖1(a1)-圖1(a2）），Γ2=1（圖1(a3）-圖1(a4））.從圖中可以清楚地看出，當驅(qū)動時間τ不同（例如在τ=1和τ=5）的情況下，以無量綱J/Γ1為函數(shù)的量子速度極限時間τQSL的性質(zhì)表現(xiàn)出強烈的不同.當驅(qū)動時間τ=1時，腔-腔耦合強度J大于某個值，系統(tǒng)會產(chǎn)生量子加速現(xiàn)象；而當腔-腔耦合強度J小于這個值時，速度極限時間τQSL會保持在一個穩(wěn)定的值.逐漸增大耦合強度κ的值（從0.2到1），我們觀察到量子加速現(xiàn)象但不是很明顯.然而在τ=5的情況下，較強的耦合強度κ可以把加速臨界點推到較小的腔-腔耦合強度J區(qū)域.我們發(fā)現(xiàn)，如果量子比特最初弱耦合與腔C1（κ=0.2）其量子系統(tǒng)的演化隨著兩腔之間的耦合強度J的增大從沒有加速變?yōu)榧铀?另一方面增加量子比特與腔之間的耦合強度（κ=0.6,1），量子加速現(xiàn)象會出現(xiàn)在J=0區(qū)域，這種現(xiàn)象完全不同于τ=1的情況.此外，對于較長的驅(qū)動時間τ，逐漸增大腔-腔之間的耦合強度J，量子加速表現(xiàn)為阻尼振蕩行為.相比較，當?shù)诙䝼�腔的耗散強度較大為Γ2=1時，量子系統(tǒng)加速行為可以觀察到明顯受阻（如圖1(a1)～1(a4））.在圖1(a3）中的量子加速發(fā)生點與圖1(a1）的相比，會出現(xiàn)在較大點處.最后，當驅(qū)動時間τ越大時，阻尼振蕩行為越明顯（見圖1(a2)～1(a4)).如何解釋上述現(xiàn)象呢？為此，我們在圖1(b1)～1(b4）中以與圖1(a1)-1(a4）相同的參數(shù)為條件展示了布居數(shù)P與非馬爾科夫N的動力學演化曲線圖.只有當馬爾科夫環(huán)境變?yōu)榉邱R爾科夫環(huán)境時，量子系統(tǒng)演化加速現(xiàn)象才會發(fā)生.當驅(qū)動時間τ=1時（如圖1(a1）和1(a3）），量子加速強烈依賴于布居數(shù)P與非馬爾科夫N，雖然非馬爾科夫很小.隨著原子與腔耦合強度κ的增大（從0.2到1），非馬爾科夫變得更大，但布居數(shù)P變得越來越小，隨著耦合強度J的增大，我們觀察到的量子加速現(xiàn)象沒有顯著的不同（見圖1(a1））.此外，當驅(qū)動時間τ=5，量子加速表現(xiàn)為阻尼振蕩行為.這種行為可以通過非馬爾科夫與布居數(shù)兩者的阻尼振蕩的方式來解釋.當?shù)诙䝼�腔的耗散強度較大為Γ2=1時，非馬爾科夫與布居數(shù)兩者的振蕩行為明顯受阻（如圖1(b1)～1(b4)).


本文編號：3222045