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復(fù)合脈沖控制階梯型多態(tài)量子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移通道

發(fā)布時(shí)間:2024-12-06 23:39
   提出了利用復(fù)合脈沖在階梯型多態(tài)量子系統(tǒng)中操控量子態(tài)演化和粒子數(shù)相干轉(zhuǎn)移的方法.首先通過MorrisShore變換,借助二能級傳播算子描述多態(tài)量子系統(tǒng)的演化.然后利用增加脈沖序列數(shù)且單個脈沖的相位可控的技術(shù),抑制額外的轉(zhuǎn)移通道,實(shí)現(xiàn)高效率高魯棒性的量子態(tài)操控和粒子數(shù)轉(zhuǎn)移.最后通過數(shù)值模擬研究了額外通道和轉(zhuǎn)移通道的拉比頻率比、脈沖面積的變化、單光子失諧偏離零點(diǎn)等因素對轉(zhuǎn)移效率的影響.結(jié)果表明:常被用于二能級量子系統(tǒng)的復(fù)合脈沖操控方法也可被應(yīng)用于多態(tài)量子系統(tǒng).通過增加脈沖序列數(shù),可有效減小相關(guān)參數(shù)的擾動,保持高效率的粒子數(shù)轉(zhuǎn)移.多脈沖序列復(fù)合脈沖的技術(shù)可以解決偏振不純、激光頻率不純、控制參數(shù)擾動等造成的量子態(tài)操控效率降低等問題.研究結(jié)果對構(gòu)造量子門、量子模擬等相關(guān)研究具有重要意義.

【文章頁數(shù)】:6 頁

【部分圖文】:

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

其中,Δ=Ω0-Ω是激光頻率Ω相對原子躍遷頻率Ω0的失諧量,.拉比頻率為,表征原子和光場的耦合強(qiáng)度,式中E(t)是激光的電場強(qiáng)度,djk是電偶極矩,2束激光的相位分別為.假設(shè)2束激光脈沖有相同的脈沖形狀f(t),用總拉比頻率Ω和混合角θ定義2束激光的拉比頻率分別為對于階梯型系統(tǒng),....


圖3 不同脈沖序列下轉(zhuǎn)移概率P隨混合角θ的變化

圖3 不同脈沖序列下轉(zhuǎn)移概率P隨混合角θ的變化

將以上參數(shù)依次代入式(7),通過數(shù)值求解得到|1〉態(tài)到|2〉態(tài)的轉(zhuǎn)移效率(P1→2)以及|1〉態(tài)到|3〉態(tài)的轉(zhuǎn)移效率(P1→3)與混合角θ的關(guān)系如圖2所示.當(dāng)θ=0,在無額外轉(zhuǎn)移通道時(shí),粒子數(shù)全部從|1〉態(tài)轉(zhuǎn)移到|2〉態(tài).當(dāng)θ偏離零點(diǎn)并逐漸增大時(shí),干擾光的作用逐漸增強(qiáng),額外的轉(zhuǎn)移....


圖4 不同脈沖序列下轉(zhuǎn)移概率隨拉比頻率比的變化

圖4 不同脈沖序列下轉(zhuǎn)移概率隨拉比頻率比的變化

進(jìn)一步計(jì)算轉(zhuǎn)移效率P1→2和P1→3與拉比頻率比值Ω23/Ω12的關(guān)系(圖4).在單脈沖條件下,只要干擾光的拉比頻率大于0,P1→2即可快速降低.在三脈沖條件下,當(dāng)干擾光的拉比頻率大于耦合光拉比頻率的40%時(shí),P1→3才開始從1下降.而對于五脈沖,干擾光的拉比頻率一直增加到耦合光....


圖5 不同脈沖面積下轉(zhuǎn)移概率隨混合角的變化

圖5 不同脈沖面積下轉(zhuǎn)移概率隨混合角的變化

其他參數(shù)不變,只改變脈沖面積,得到轉(zhuǎn)移效率P1→2與混合角θ的關(guān)系(圖5).當(dāng)脈沖面積偏離π時(shí),單脈沖的P1→2即使在混合角θ為0(即沒有額外耦合)時(shí),都會明顯降低.而采用三脈沖序列的復(fù)合脈沖時(shí),當(dāng)脈沖面積減為原來的一半(即π/2)、混合角θ<0.1時(shí),P1→2始終保持在90%以....



本文編號:4014440

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