激發(fā)糾纏相干態(tài)的非經(jīng)典特性研究.pdf

1、近年來，隨著量子力學(xué)的發(fā)展，量子信息論已經(jīng)成為現(xiàn)代物理學(xué)和信息科學(xué)中最前沿的學(xué)科之一，量子力學(xué)作為人類歷史上最成功的理論與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，量子糾纏已經(jīng)成了量子力學(xué)中許多基礎(chǔ)工作的中心，特別是與量子不可分性、Bcll不等式的違背、EPR佯謬等相關(guān)問題的研究密不可分。除了這些基礎(chǔ)方面，激發(fā)和操縱糾纏態(tài)對(duì)量子信息應(yīng)用非常重要。在量子信息學(xué)中，糾纏態(tài)占據(jù)非常重要的地位，糾纏態(tài)的特殊的物理性質(zhì)，使量子信息具有經(jīng)典信息所

2、沒有的許多新特征，此外，糾纏態(tài)也為信息傳輸和信息處理提供了新的物理資源。糾纏態(tài)的產(chǎn)生和操作是量子信息應(yīng)用的基本問題，如在量子計(jì)算、量子隱形傳輸、量子密集編碼、量子克隆、量子時(shí)鐘同步中，量子糾纏被認(rèn)為最重要的量子信息源。 本文研究的重點(diǎn)是激發(fā)糾纏相干態(tài)的非經(jīng)典特性。第二章介紹量子態(tài)的非經(jīng)典特性，包括壓縮、亞泊松分布和反關(guān)聯(lián)特性，簡述了量子糾纏的基本理論。第三章到第五章為本文的工作，其創(chuàng)新之處在于：第三章研究了通過單模光場(chǎng)的激發(fā)算符

3、作用在糾纏相干態(tài)(ECSs)制備出來的單模激發(fā)糾纏相干態(tài)(SMEECSs)。我們研究了SMEECSs的數(shù)學(xué)性質(zhì)和糾纏特性，并研究了光子激發(fā)對(duì)量子糾纏的影響。發(fā)現(xiàn)單模激發(fā)糾纏相干態(tài)(SMEECSs)的表象是一種新型的Heisenberg-Weyl代數(shù)的循環(huán)表象，即激發(fā)糾纏相干態(tài)表象。我們還發(fā)現(xiàn)在弱場(chǎng)區(qū)，光子激發(fā)嚴(yán)重影響了SMEECSs的糾纏特性。同時(shí)我們觀察到SMEECSs有著更豐富的糾纏特性。此外，在大多數(shù)情況下，光子激發(fā)導(dǎo)致了SMEE

4、CSs糾纏度的減小。然而，我們也發(fā)現(xiàn)在特定的條件下和特定的區(qū)域中，光子激發(fā)可以提高SMEECS|ψ_(α，m)>的糾纏度。第四章我們研究了單模激發(fā)糾纏相干態(tài)SMEECSs(|ψ+(α，m)>和|ψ_(α，m)>)的光子數(shù)亞泊松分布、壓縮、關(guān)聯(lián)等非經(jīng)典特性。我們發(fā)現(xiàn)|ψ+(α，m)>和|ψ_(α，m)>的a模和b模都具有光子數(shù)的亞泊松分布特性，同時(shí)在光場(chǎng)的不同光強(qiáng)區(qū)有著不同的光子數(shù)的亞泊松分布特性。此外，在大多數(shù)的情況下，光子激發(fā)增強(qiáng)了S

5、MEECSs|ψ+(α，m)>的光子數(shù)亞泊松分布特性。我們還通過計(jì)算得到，|ψ+(α，m)>這個(gè)態(tài)的兩個(gè)模沒有反關(guān)聯(lián)現(xiàn)象。而|ψ_(α，m)>這個(gè)態(tài)的兩個(gè)模是完全反關(guān)聯(lián)的，而且，隨著光子激發(fā)數(shù)目的增加這個(gè)態(tài)反關(guān)聯(lián)程度越深，現(xiàn)象越明顯。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)SMEECSs只在一個(gè)分量上存在壓縮。對(duì)于|ψ+(α,m)>態(tài)，光子激發(fā)抑制了這個(gè)分量上正交壓縮特性，而對(duì)于|ψ_(α，m)>態(tài)，光子激發(fā)增強(qiáng)了這個(gè)分量上分量上正交壓縮特性。第五章我們研究

6、了雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)的兩種壓縮特性，即和壓縮和差壓縮特性。研究了光子激發(fā)對(duì)雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)的壓縮特性的影響。我們發(fā)現(xiàn)隨著光子激發(fā)數(shù)m的增加，雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)在和壓縮^V1和^V2兩個(gè)方向上的和壓縮量都增大，和壓縮都增強(qiáng)。說明光子激發(fā)能增強(qiáng)雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)的和壓縮特性。我們還研究了當(dāng)α=β時(shí)，光子激發(fā)對(duì)雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)的和壓縮特性的影響。我們也研究了雙模激發(fā)糾纏相干態(tài)的差壓縮特性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)α≠β時(shí)，這三個(gè)態(tài)在^W1方向上不存