Динамические и статистические свойства систем двух- и трехуровневых атомов, взаимодействующих с квантовыми электромагнитными полями в резонаторе

• Автор: Русакова, Маргарита Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Модель Джейнса-Каммингса и ее неклассические свойства
1.1 Модель Джейнса-Каммингса (МДК) двухуровневого атома
1.1.1 Коллапс и восстановление осцилляций Раби
1.1.2 Обобщения модели: двухатомная, многофотонная, трехуровневая модели Джейнса-Каммингса
1.2 Обзор экспериментов с микромазером и микролазером
1.3 Сжатые состояния в модели Джейнса-Каммингса
1.3.1 Понятие о сжатом состоянии. Способы генерации сжатых состояний
1.3.2 Сжатие света в моделях типа Джейнса-Каммингса
1.4 Статистика света в моделях типа Джейнса-Каммингса. Груп-
пировка и антигруппировка фотонов
1.5 Перепутанные состояния
1.5.1 Определение чистого перепутанного состояния. Линейная атомная и полевая энтропия
1.5.2 Чистые перепутанные состояния в моделях типа Джейнса-Каммингса в идеальных резонаторах
1.5.3 Экспериментальная генерация перепутанных состояний
2 Диссипативная динамика моделей типа Джейнса-Каммингса
2.1 Динамика трехуровневых обобщений МДК
2.1.1 Трехуровневый атом с переходами лестничного типа
2.1.2 Трехуровневый атом с переходами У-типа
2.2 Динамика двухуровневого атома в неидеальном резонаторе с
расстройкой. Многофотонные переходы
2.2.1 Общий подход к описанию эволюции системы

2.2.2 Атомные и полевые характеристики для вакуумного
начального состояния поля
2.2.3 Атомные и полевые характеристики для когерентного
начального состояния поля
2.3 Невырожденная двухфотонная модель Джейнса-Каммингса
2.3.1 Гамильтониан и кинетическое уравнение
2.3.2 Случай вакуумного начального состояния поля
2.3.3 Случай когерентного начального состояния поля
2.3.4 Корреляционная функция второго порядка для когерентного начального состояния поля
2.3.5 Сжатие фотонной моды для когерентного начального
состояния ноля
2.3.6 Случай сжатого начального состояния поля
2.3.7 Атомное сжатие
2.4 Динамика двух двухуровневых атомов в неидеальном резонаторе с учетом атомной диссипации
2.4.1 Гамильтониан и кинетическое уравнение
2.4.2 Среднее число фотонов и атомные вероятности для
когерентного начального состояния поля
2.4.3 Корреляционная функция второго порядка для когерентного начального состояния поля
2.4.4 Сжатие второго порядка и квадрата амплитуды поля
для когерентного и сжатого начальных состояний поля
Перепутанные состояния в моделях типа Джейнса-Каммингса
3.1 Эволюция энтропии в многофотонной модели
Джейнса-Каммингса
3.1.1 Редуцированная атомная матрица плотности и энтро-
пия фон-Неймана двухуровневой многофотонной модели
3.1.2 Волновая функция для т-фотонного перехода
3.2 Энтропия и перепутанные состояния в системе трехуровне-
вого атома £-типа, взаимодействующего с квантовым электромагнитным полем
3.2.1 Редуцированная матрица плотности атомной подсистемы
3.2.2 Эволюция редуцированной энтропии атомной подсистемы
3.2.3 Эволюция вектора состояния системы
3.3 Эволюция энтропии для двухатомной невырожденной модели Джейнса-Каммингса
3.3.1 Описание модели. Точное решение уравнения Шре-
дингера для волновой функции системы
3.3.2 Динамика редуцированной энтропии атомной подси-
стемы для различных начальных состояний атомов и поля
3.3.3 Эволюция вектора состояния системы
3.4 Перепутывание в системе двух двухуровневых атомов с римановским невырожденным двухфотонным взаимодействием
3.4.1 Точное решение уравнения Шредингера
3.4.2 Динамика линейной энтропии для двухатомной модели с невырожденным рамановским взаимодействием
3.4.3 Вектор состояния системы
Список литературы

резонатора получали ЭПР-пару вида
|Ф>ДіЛ2 = (|еі, д2) - |рі,е2)).
Применяя к атомно-полевой ЭПР-паре квантовую условную фазовую динамику (при помощи 27Г-импульса Раби), группа С. Хароша экспериментально получила максимально перепутанное состояние ГХЦ-типа между двумя атомами и резонаторным полем. Применяя третий атом для детектирования атом-атомно-полевого перепутывания, было получено трехатомное перепутывание ГХЦ-типа.
Ионы в ловушках представляют перспективную экспериментальную базу для демонстрации перепутывания и реализации квантовых вычислений [16], [17], [21], [22], [31]-[35]. В работе [21] наблюдали перепутывание между плененным ионом и1Сс1+ и спонтанно излученным одиночным фотоном. Ион П1Сс1+ захвачен в асимметрично-квадрупольной радиочастот-

Рис. 1.3. Схема экспериментальной установки. Воспроизведено из [21]. ной ловушке и охлажден (рис. 1.3). Он облучается несколькими лазерными