連續(xù)變量糾纏及量子點輸運性質(zhì)的控制.pdf

1、近年來有關(guān)連續(xù)變量糾纏態(tài)的制備及其在量子信息處理中的應(yīng)用是量子光學和量子信息科學的前沿研究領(lǐng)域。這不僅是因為對于連續(xù)變量糾纏性質(zhì)的研究可以用于驗證量子力學的基本原理，而且還由于連續(xù)變量糾纏態(tài)是量子信息處理的基本資源。并且，由于體系與周圍環(huán)境的相互作用而導致的退相干的影響，使得所制備的糾纏態(tài)很脆弱而難以保存。因此制各抗環(huán)境干擾能力強、穩(wěn)定的、高糾纏度的糾纏光也是我們研究的內(nèi)容之一。另一方面，隨著微納米加工技術(shù)的發(fā)展，人們可以制備出量子點這

2、樣具有類似原子特征的“人造原子”，并且由于量子點具有可操控性，研究外加光場對量子點體系輸運性質(zhì)的影響受到人們的廣泛關(guān)注，本文后面一部分工作研究了利用相干場的相對相位來控制兩耦合量子點的輸運性質(zhì)，并且還研究了利用偏振光來導致二能級量子點在的順序隧穿區(qū)域自旋極化輸運。 首先，我們研究了如何利用單模腔場中的四個原子系綜來制備連續(xù)變量糾纏態(tài)。我們發(fā)現(xiàn)通過適當選擇激光脈沖的相位和振幅，并借助于腔場耗散的作用，四個原子系綜可確定性地演化到類

3、Cluster四組分糾纏態(tài)和連續(xù)變量類GHZ四組分糾纏態(tài)。接下來，我們討論了利用基于零拍測量的量子反饋來提高非線性耦合器中的糾纏。我們引入兩個反饋回路來改變驅(qū)動場的強度從而控制算符Xθ1+Xθ2以及算符Yθ1-Yθ2的漲落，這里算符Xθj和Yθj(i=1，2)是光場方位角為θ的兩振幅算符。我們根據(jù)Wismen的馬爾可夫反饋理論得到了引入反饋后系統(tǒng)的主方程，并且解析求解了反饋主方程。研究發(fā)現(xiàn)反饋能夠有效的提高非線性耦合器腔內(nèi)的糾纏、雙模壓

4、縮及純度，并且還發(fā)現(xiàn)引入反饋的方位角對反饋能否提高糾纏起到?jīng)Q定性的作用。當引入反饋的方位角為θ=0時，引入反饋不能夠提高系統(tǒng)的糾纏。當引入反饋的方位角為θ=0.25π時，反饋能最大程度的提高糾纏。 另一方面，我們還研究了用相干場的相對相位來控制一個耦合量子點系統(tǒng)的輸運性質(zhì)。當右邊電極的化學勢在右邊量子點能級間時，我們討論了在兩量子點基態(tài)能量差△不同的條件下，兩激光場的相對相位對輸運電流的控制。我們發(fā)現(xiàn)電流譜展現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu)，并且峰的

5、位置和大小可以由激光場的相對相位θ1和θ2來控制。我們還發(fā)現(xiàn)電流的峰值能被大致調(diào)到零，這是因為由于兩條躍遷路徑之間的完全相消干涉而使電子被捕獲在左邊量子點的基態(tài)上，這效應(yīng)可以用相位θ1和θ2來控制，因此，我們可以利用這個效應(yīng)來做光學控制的電流開關(guān)。當右邊電極的化學勢比右邊量子點基態(tài)能級低時，我們發(fā)現(xiàn)電子能夠被捕獲到暗態(tài)上，即兩個量子點基態(tài)的疊加態(tài)上，此時電流為零。最后，我們研究了一種由偏振光驅(qū)動的二能級量子點在順序隧穿區(qū)域的自旋極化輸運