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1、学号：200705955毕业设计(论文)题目名称： 腔外原子的选择测量对腔内原子量 子态保真度的影响 学生姓名： 彭精武 院 (系)： 物理科学与技术学院 专业班级： 物理10701班 指导教师： 田永红 辅导教师： 田永红 时 间： 2011年1月至2011年6月 目 录长江大学毕业设计(论文)任务书I毕业设计(论文)开题报告IV长江大学毕业设计(论文)指导教师审查意见XII长江大学毕业设计(论文)评阅教师评语XIII毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定XIV中文摘要XV英文摘要XVI1 引言12理论模型与计算公式23 相互作用体系的量子态保真度63.1 保真度（Fidelity）的定义63.
2、2保真度（Fidelity）的计算74 数值计算与物理分析94.1 系统保真度的分析94.2 原子保真度的分析114.3 光场保真度的分析144.4 系统、原子和光场三者比较分析165 结论16参考文献17致 谢19 / 文档可自由编辑打印长江大学毕业设计(论文)任务书学院（系） 物理科学与技术学院 专业 物理学 班级 物理10701班 学生姓名 彭精武 指导教师/职称 田永红教授 1. 毕业设计(论文)题目：腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响2. 毕业设计（论文）起止时间：2011年1月2011年6月3 毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）:1 林仁明. 双光子
3、叠加态的压缩效应和真空场Rabi振荡和分裂J. 量子电子学报, 1989,24(02):074080.2 方家元，黄春佳，颜晓红，王登龙，任鹏. Kerr介质中光场与耦合双原子相互作用系统的光场压缩 J. 长沙电力学院学报(自然科学版)，2003，16 (02) :10241028.3 李高翔，彭金生. 论Jsynes-Cummings模型中原子偶极压缩和光场压缩间的关联J. 物理学报, 1995,46 (10) :436440.4 王晓光, A, 于荣金. Peremolv SU(1,1)相干叠加态的二阶量子关联特性研究J. 光子学报, 1999,6 (10):784789.5 田永红, 徐
4、大海, 韩立波.纠缠态原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度J. 原子与分子物理学报，2006，23（2）：025502606 詹佑邦，周平，王郁武双光子J-C模型中Stark效应对量子态保真度的影响J.光电子激光,2003,14(11):12051209.7 刘堂昆，王继锁，柳晓军等双光子B-J模型中克尔介质对量子态保真度的影响J.光电子激光，2000,11(2):198202.8 詹邦佑含非线性修正项的双光子Jaynes-Cummings模型中的量子态保真度J.淮阴师范学院学报，2004,3(01):1924.9 刘堂昆，王继锁，詹明生.非简并双光子Tavis-Cummings
5、模型中量子态保真度及原子间关联J.量子电子学报，2001,18(5):438444.10 刘堂昆，王继锁，柳晓军等.纠缠态原子与相干光场作用的量子信息保真度J.光学学报，2000,20(11):14491456.11 王忠纯、刘成林. 原子纠缠对驱动T-C模型中量子态保真度的影响J.量子电子学报，2008,25(2):191197.12 陈雨、隆正文、贺志等.双模压缩真空态在Tavis-Cummings模型中量子态保真度J. 量子电子学报，2007,24(5):583589.13 卢道明. 腔外原子操作控制腔内原子的纠缠特性J. 物理学报，2010,16(12): 10003290.14 卢道
6、明.选择原子测量对原子与光场耦合中量子特性的影响J.光学学报，2010, 39(9): 11821189. 15 卢道明. 选择原子测量对原子与光场耦合中场量子特性的影响J.光子学报，2010,17(09): 234238.16 林秀，李洪才. 通过对腔外原子的操作控制腔內原子的发射性质J.光学学报，2001，21( 10) : 11821185.17 杨雄，宋克慧. 原子的选择电离和测量对腔场压缩性质的影响J. 原子与分子物理学报, 2006,14(01):144149.18 卢道明. 选择原子测量对光场量子特性的影响J. 光学学报, 2010, 11(06) :368372.4 毕业设计(
7、论文)应完成的主要内容 1）、阅读与本课题有关的参考文献20以上，了解量子光学和量子信息研究的内容、研究方法及发展前景，作出2000字左右的文献综述； 2）、研究两个初始处于纠缠态的型三能级原子，将其中一个原子注入双模腔中与光场发生共振相互作用，通过数值计算讨论腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响。3）、通过数值计算，讨论光场与原子相互作用系统中保真度的演化规律，讨论原子、光场参数等对保真度的影响。4）、对所出现的一些现象，能从物理上作出适当的解释。5毕业设计(论文)的目标及具体要求 目标：通过毕业论文的撰写，掌握毕业论文撰写的技巧和方法，培养自学能力和综合运用所学知识独立分析和解决
8、问题的能力，培养和提高创新意识和实践能力，获得科学研究的基础训练。具体要求：1) 了解英文论文的写作规范，学会一种数学作图软件；2) 收集文献资料，了解国内外量子光学和量子信息研究的现状； 3) 论文要结构严谨、层次分明、无科学性错误；4) 论文要有所创新，有一定的学术水平和实际意义；5) 论文格式要规范，装订符合要求；6) 毕业设计期间应严格遵守学校的各项规章制度，保证论文的写作时间。6、完成毕业设计(论文)所需的条件及上机时数要求1）中英文的量子光学等方面的书籍、中国期刊网；2）近5年来国内外有关的文献；3）上机学时100学时以上；4）计算机及作图软件。任务书批准日期 年 月 日 教研室(
9、系)主任(签字) 任务书下达日期 年 月 日 指导教师(签字) 完成任务日期 年 月 日 学生（签名） 长江大学毕业设计(论文)开题报告题 目 名 称 腔外原子的选择测量对腔内原子 量子态保真度的影响 题 目 类 别 研究论文 院 （系） 物理科学与技术学院 专 业 班 级 物理10701 学 生 姓 名 彭精武 指 导 教 师 田永红 辅 导 教 师 田永红 开题报告日期 2011年4月8日 腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响学 生：彭 精 武 物理科学与技术学院 导 师：田永红教授 物理科学与技术学院一、题目来源 题目来自田永红教授的科研真题。二、研究目的和意义20世纪物理学的
10、发展表明，量子物理是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学，奠定了现代自然科学的主要基础。而量子光学作为光学的一个分支，基于量子理论研究光的相干性和统计性，以及光和物质相互作用的量子性质，1963年路易格劳伯先后在物理评论通信和物理评论上发表了3篇文章，创造性的提出了“光子的相干性量子理论”，将量子理论引入光学，为现代量子光学学科的发展奠定了理论基础。20世纪60年代，激光器的出现极大的改变了光学的面貌，在激光理论中建立了半经典理论和全量子理论。随之一系列的光学现象被人们发现，这些都极大地促进了量子光学的蓬勃发展，成为近年来物理学领域中的活跃
11、的学科之一，而在量子光学领域，光场与原子相互作用的量子特性的研究一直是众多学者关注的焦点。Jaynes-Cummings模型是描述二能级原子与光场相互作用的一个精确可解的理想模型，近年来, 人们已把Jaynes-Cummings模型推广应用到三能级原子和多能级原子的场合,并已对三能级原子与光场的相互作用问题进行了大量的研究, 得到了许多有意义的结果。最近，卢道明等人研究表明：考虑两个初始处于纠缠态的型三能级原子,将其中一原子注入双模腔中与光场发生共振相互作用的情况。保真度是量子光学和信息科学领域中的一个重要概念，它表示信息在传输过程中保持原来状态的程度，近年来，作为一个重要物理量广泛应用于量子
12、通信和量子计算领域。最近, 人们已经研究了纯态量子编码中的保真度,量子混合态的保真度,量子信息和量子隐形传态理论中的保真度。在量子光学中, 因为原子和光场相互作用的量子动力学行为还要受到环境的影响, 所以人们将原子和光场相互作用系统引伸到介质环境中, 建立了所谓“B-J 模型”,并分别研究了Kerr介质和类Kerr介质对原子动力学行为和光场非经典性质的影响。在量子通信、量子计算机和量子密码术中，量子态是信息载体，而量子态的传输必然要考虑保真度问题。因此，本文研究了双模相干态光场与一初始处于纠缠态的型三能级原子相互作用系统中光场的量子特性,讨论了对未参与相互作用的腔外原子进行选择性测量，从而影响
13、光场，系统的量子态保真度。研究结果表明, 采用选择原子测量方法和选择参与相互作用的光场的强度, 可导致未参加相互作用的光场量子特性的明显增强。希望这些能在量子信息的研究和实际应用中起到一定的作用。三、阅读的主要参考文献及资料名称1 林仁明. 双光子叠加态的压缩效应和真空场Rabi振荡和分裂J. 量子电子学报, 1989,24(02):074080.2 方家元，黄春佳，颜晓红，王登龙，任鹏. Kerr介质中光场与耦合双原子相互作用系统的光场压缩 J. 长沙电力学院学报(自然科学版)，2003，16 (02) :10241028.3 李高翔，彭金生. 论Jsynes-Cummings模型中原子偶极压缩和光场压缩间的关联 J. 物理学报, 1995,46 (10) :436440.4 王晓光, A, 于荣金. Peremolv SU(1,1)相干叠加态的二阶量子关联特性研究J. 光子学报, 1999,6 (10):784789.5 田永红, 徐大海, 韩立波.纠缠态原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度J. 原子与分子物理学报，2006，23（2）：0255
