近年來,人們在控制量子發(fā)射器和電磁場之間的相互作用方面做了很多研究。量子信息是促使人們對這一研究領域的主要動力之一。高效量子信息器件的發(fā)展需要在量子水平上控制光與物質(zhì)的相互作用,特別是對糾纏資源的精確處理。光與物質(zhì)的糾纏態(tài)在許多方面都有應用,比如量子隱形傳態(tài)、量子密碼學、量子計算等等。所有這些應用所依賴的基本系統(tǒng)是雙量子位元集成。具體地說,人們對通過將量子位元耦合到一個普通的電磁環(huán)境來產(chǎn)生量子位元之間的糾纏非常感興趣。為了實現(xiàn)這一目標,周圍電磁模的性質(zhì)至關重要。由于發(fā)射體在自由空間中的相互作用不夠強,達不到人們期望的糾纏目標,人們必須通過額外的結構來調(diào)節(jié)發(fā)射體周圍的環(huán)境。這些結構能通過Purcell效應改變電磁場模態(tài)的密度,產(chǎn)生聚集現(xiàn)象。波導就是這些結構之一,它不僅能使與之耦合的兩個相距較遠的量子發(fā)射器相互作用,還能生成長時間的糾纏,是大規(guī)模量子器件的良好候選。本文研究了與一維塊狀波導相互作用的兩個全同的兩能級原子系統(tǒng)(TLSs)的糾纏動力學,分別考察了兩TLSs與單個橫模和與兩個橫模相互作用時,兩TLSs間距對兩原子糾纏態(tài)的影響。本文的主要研究方法和研究結果如下:1、考慮具有矩形橫截...

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
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英文摘要
第一章 緒論
第二章 原子與電磁場相互作用的基本知識
    §2.1 無限長矩形波導的量子化
        §2.1.1 電磁場的波動方程
        §2.1.2 矩形波導中場的兩種本征模式
        §2.1.3 無限長矩形波導中場的TE和TM模解
        §2.1.4 場的量子化
    §2.2 原子與電磁場的相互作用哈密頓量
    §2.3 本章小結
第三章 兩體糾纏
    §3.1 糾纏判據(jù)
        §3.1.1 Peres判據(jù)
        §3.1.2 正定但不完全正定的映射
        §3.1.3 糾纏見證
    §3.2 糾纏度量
        §3.2.1 相對熵糾纏度
        §3.2.2 形成糾纏度
        §3.2.3 并發(fā)度
        §3.2.4 負度
    §3.3 本章小結
第四章 無限長矩形波導中兩全同原子的糾纏
    §4.1 物理模型
    §4.2 波導中兩TLSs的演化
    §4.3 兩TLSs激發(fā)態(tài)的布居
        §4.3.1 單模中兩TLSs激發(fā)態(tài)的布居
        §4.3.2 雙模中兩TLSs激發(fā)態(tài)的布居
    §4.4 兩TLSs間的糾纏動力學
        §4.4.1 單模中兩TLSs糾纏態(tài)的演化
        §4.4.2 雙模中兩TLSs糾纏態(tài)的演化
    §4.5 可能的實驗實現(xiàn)
    §4.6 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間完成的論文



本文編號：3766795