光学四波混频中纠缠性质的研究

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量子纠缠的研究是量子通信最基本的信息资源,它反映了两个或者多个量子系统之间所存在的非局域、非经典的关联。量子纠缠在量子通信领域中有着至关重要的作用,包括量子密集编码、量子保密通信、量子隐形传态、量子计算等。本文考虑的是双模光腔与三能级∧型原子相互作用的一个系统,在绝热与非绝热的条件下,该系统在四波混频过程中产生双模连续变量纠缠,通过不同判据对纠缠进行分析并计算量子Discord。首先我们通过计算得到了一个双模光腔与三能级∧型原子相互作用所产生的系统关联矩阵。三能级A型原子被放置在一个双模的光腔中,我们通过偶极近似和选取合适的旋转框架得到腔-原子系统的哈密顿量,再在考虑体系的耗散情况下,并根据线性化处理从而得到线性化的场和原子的朗之万方程,接着利用爱因斯坦方程和李亚普诺夫方程计算出腔-原子系统的关联矩阵。接着我们讨论了双腔纠缠EN、双腔EPR纠缠及量子Discord随腔失谐量的变化性质。通过维达尔和维尔纳等人提出的对数判据衡量纠缠,我们发现该体系可以展现出双模场的量子纠缠和量子Discord。讨论了原子自发辐射速率对纠缠与量子的影响。我们发现强、弱自发辐射的情况下,EPR纠缠均未能超过其真空涨落一半以下。此外,利用量子Discord的定义式计算并通过图像,我们发现双腔之间在存在量子Discord的情况下不一定存在纠缠,但若双腔之间存在纠缠,那么一定也存在量子 Discord。
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