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原子-光子相互作用下耗散光腔中的量子相变和奇异点
1
作者 刘妮 罗芸青 梁九卿 《物理学报》 北大核心 2025年第13期109-119,共11页
基于Dicke模型引入非厄米原子-场耦合,本文通过调节非线性原子-光子相互作用研究开放Dicke模型的量子相变和奇异点.通过厄米算符进行相似变换,然后对系统对角化得到有效的非厄米哈密顿量,并利用自旋相干态变分法计算宏观量子态的能量泛... 基于Dicke模型引入非厄米原子-场耦合,本文通过调节非线性原子-光子相互作用研究开放Dicke模型的量子相变和奇异点.通过厄米算符进行相似变换,然后对系统对角化得到有效的非厄米哈密顿量,并利用自旋相干态变分法计算宏观量子态的能量泛函.非厄米Dicke模型主要结果是:系统超辐射相和相关量子相变完全消失,出现了不稳定的非零光子数态;在泵浦场产生的非线性原子-光子相互作用影响下,系统的量子相变发生了显著变化;能谱出现两个奇异点,两个奇异点之间的能谱为复数,而其他区域为纯实数;红、蓝腔-泵浦场失谐调控下,相图显示出丰富的量子相变.随着原子-场耦合强度的增大,系统出现从超辐射相到正常相的新奇反向量子相变,不同于Dicke模型. 展开更多
关键词 非厄米Dicke模型 原子-光子相互作用 量子相变 奇异点
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基于冷原子系综光-原子量子界面的制备及优化
2
作者 王添钰 孙灿 +6 位作者 侯益博 陈湘 耿钰磊 何春瑶 李佳怡 李淑静 王海 《量子光学学报》 北大核心 2025年第4期119-126,共8页
Duan-Lukin-Cirac-Zoller(DLCZ)协议在量子中继方面有广阔的应用前景,而DLCZ量子中继的基础是制备高质量的光-原子量子界面。本文在87Rb冷原子系综中,基于DLCZ方案制备了光-原子量子界面,研究了控制光的腰斑直径对光-原子量子界面恢复... Duan-Lukin-Cirac-Zoller(DLCZ)协议在量子中继方面有广阔的应用前景,而DLCZ量子中继的基础是制备高质量的光-原子量子界面。本文在87Rb冷原子系综中,基于DLCZ方案制备了光-原子量子界面,研究了控制光的腰斑直径对光-原子量子界面恢复效率的影响,然后在最优的腰斑直径下测量了反斯托克斯光子探测通道的背景噪声以及光-原子量子界面的二阶互关联函数。结果表明,在腰斑直径为589μm且激发率为0.36%时,斯托克斯光子和反斯托克斯光子之间的二阶互关联函数达到了41.8,满足量子中继中单个通信链路上纠缠产生以及相邻链路纠缠交换的要求。这个工作为量子中继的实用化提供了实验基础。 展开更多
关键词 量子中继 光-原子量子界面 控制光腰斑 恢复效率 二阶互关联函数
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纳米光纤冷原子系统中光场二阶光子关联的测量
3
作者 秦伟 丁腾龙 +4 位作者 蒋源 苏殿强 姬中华 郭龑强 赵延霆 《量子电子学报》 北大核心 2025年第4期516-525,共10页
二阶光子关联在光场量子统计特性表征中发挥着基础且重要的作用。本文研究分析了冷原子辐射荧光与纳米光纤波导模式耦合的光子关联特性,实验探究了冷原子体系中原子数目对高效耦合至纳米光纤中辐射荧光二阶光子关联的影响。对单端和双... 二阶光子关联在光场量子统计特性表征中发挥着基础且重要的作用。本文研究分析了冷原子辐射荧光与纳米光纤波导模式耦合的光子关联特性,实验探究了冷原子体系中原子数目对高效耦合至纳米光纤中辐射荧光二阶光子关联的影响。对单端和双端纳米光纤出射荧光的二阶光子关联的研究结果表明,通过调控冷原子体系中的原子数目,可以观察到单端二阶光子关联特性从聚束到反聚束的变化,而双端二阶光子关联特性始终保持着反聚束的特征。本工作揭示了冷原子与纳米光纤相互作用辐射光场的高阶光子关联特性,并为发展冷原子全光纤量子信息平台提供了实验基础。 展开更多
关键词 量子光学 二阶光子关联 纳米光纤 冷原子 聚束 反聚束
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可用于微波光子测量的单光子光谱技术(特邀)
4
作者 刘美慧 张孔 +1 位作者 何军 王军民 《光子学报》 北大核心 2025年第11期79-87,共9页
利用852 nm+509 nm的双光子共振激发实现铯原子里德堡态电磁感应透明光谱,优化针对携带原子信息信号光的单光子测量方案,实现单光子水平的里德堡原子光谱。实现单光子水平的852 nm光子到1 560 nm光子波长转换技术,开展通信波段原子光谱... 利用852 nm+509 nm的双光子共振激发实现铯原子里德堡态电磁感应透明光谱,优化针对携带原子信息信号光的单光子测量方案,实现单光子水平的里德堡原子光谱。实现单光子水平的852 nm光子到1 560 nm光子波长转换技术,开展通信波段原子光谱技术研究,探索基于原子天线技术的微波频段与光频段的量子信息转换。 展开更多
关键词 单光子探测 频率转换 里德堡原子 电磁感应透明效应 光谱测量
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人工巨原子三腔耦合系统的光子阻塞效应
5
作者 骆俊豪 马康杰 +3 位作者 梁焱 盛治郡 孙一丁 谭磊 《物理学报》 北大核心 2025年第21期122-132,共11页
研究了人工巨原子与三个微腔耦合系统中的光子阻塞效应.首先讨论了弱驱动腔模的情况,分析了单光子和双光子激发时系统的能级结构和跃迁路径,研究了系统中光子的统计特性.其次,考虑同时驱动人工巨原子和腔模,探讨了利用量子干涉效应进一... 研究了人工巨原子与三个微腔耦合系统中的光子阻塞效应.首先讨论了弱驱动腔模的情况,分析了单光子和双光子激发时系统的能级结构和跃迁路径,研究了系统中光子的统计特性.其次,考虑同时驱动人工巨原子和腔模,探讨了利用量子干涉效应进一步增强光子阻塞.研究结果表明,系统的两个腔中出现了对弱驱动具有鲁棒性的光子阻塞效应,等时二阶关联函数的值为g^((2))(0)≈10^(-3.4).另外,在同时驱动人工巨原子和腔模的情况下,本研究实现了最佳光子阻塞,等时二阶关联函数可以达到g^((2))(0)≈10^(-6.5).该研究结果可为单光子源的实验实现提供新的可行方案. 展开更多
关键词 光子阻塞 人工巨原子 量子干涉效应
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强耦合下三能级原子与单模腔场相互作用系统的量子特性
6
作者 关禹遥 刘迪 +1 位作者 樊越 曲秀荣 《高师理科学刊》 2025年第8期28-31,共4页
研究了强耦合下由单个三能级原子与单模相干光腔场所构成的系统的量子统计与相干性质随时间的变化,主要包括平均光子数、Mandel Q参数、原子布局数及二阶相干度。此外,进一步探讨了在强耦合情况下,腔场衰减率κ对上述各项量子特性的具... 研究了强耦合下由单个三能级原子与单模相干光腔场所构成的系统的量子统计与相干性质随时间的变化,主要包括平均光子数、Mandel Q参数、原子布局数及二阶相干度。此外,进一步探讨了在强耦合情况下,腔场衰减率κ对上述各项量子特性的具体影响。结果表明,随着腔场衰减率κ增大,光场损耗加快,对光场偏离相干态抑制作用增加,光场反聚束效应增强,同时原子从高能级向低能级跃迁的速度加快。 展开更多
关键词 三能级原子 平均光子数 Mandel Q参数 原子布局数 二阶相干度
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全球量子计算技术研究进展与发展建议
7
作者 李爱仙 范琼 +4 位作者 刘静 刘玉龙 汪海锋 韩清珍 任维娟 《前瞻科技》 2025年第4期11-20,共10页
量子计算是引领新一轮科技革命与产业变革的战略性前沿领域,厘清我国在该领域的技术态势并制定精准发展路径,对赢得全球科技竞争主动权至关重要。文章通过对国际量子计算技术发展格局的深度剖析,系统评估了我国量子计算技术的发展情况... 量子计算是引领新一轮科技革命与产业变革的战略性前沿领域,厘清我国在该领域的技术态势并制定精准发展路径,对赢得全球科技竞争主动权至关重要。文章通过对国际量子计算技术发展格局的深度剖析,系统评估了我国量子计算技术的发展情况。研究表明,我国经过近10年的快速发展,量子计算整体技术水平跻身全球第一方阵,在光量子等技术路线上领先,但在多数细分方向上与美国仍有差距,在基础原理与原始创新层面有待提高。研究进一步揭示了我国在核心材料、关键设备领域面临的外部制约,以及高端人才储备短缺的严峻挑战。基于此,提出了一系列旨在强化自主创新、优化人才战略的对策,为我国在量子领域抢占未来制高点提供决策参考。 展开更多
关键词 量子计算 超导 光量子 离子阱 中性原子 硅基半导体 拓扑
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腔量子电动力学系统中由原子相干性诱导的光子阻塞效应
8
作者 韩建军 朱爱东 《延边大学学报(自然科学版)》 2025年第2期8-14,共7页
为了制备稳定的高纯度单光子源,研究了由原子相干性(光与原子相干耦合)和双光子泵浦场协同诱导的强非传统光子阻塞效应.由于原子相干性和双光子泵浦场的作用,系统存在2条不同的双光子激发路径.数值模拟和解析计算的结果均表明,当这2条... 为了制备稳定的高纯度单光子源,研究了由原子相干性(光与原子相干耦合)和双光子泵浦场协同诱导的强非传统光子阻塞效应.由于原子相干性和双光子泵浦场的作用,系统存在2条不同的双光子激发路径.数值模拟和解析计算的结果均表明,当这2条双光子激发路径之间发生量子相消干涉时,系统将出现强的非传统光子阻塞效应.该结果可为获得高纯度单光子源提供良好参考. 展开更多
关键词 原子相干性 双光子泵浦场 量子相消干涉 非传统光子阻塞效应
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混合态二能级原子双光子过程中原子的压缩效应 被引量：5
9
作者 聂义友 郑富年 +1 位作者 刘三秋 陶向阳 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期38-42,共5页
本文采用时间演化算符方法和数值计算研究了相干光场与混合态二能级原子相互作用双光子过程中原子的压缩效应．结果表明：原子初始所处的混合态对原子压缩性质有较大的影响，当０．８５＜Ｓ＜１时，会周期性地呈现出短时的原子压缩效应... 本文采用时间演化算符方法和数值计算研究了相干光场与混合态二能级原子相互作用双光子过程中原子的压缩效应．结果表明：原子初始所处的混合态对原子压缩性质有较大的影响，当０．８５＜Ｓ＜１时，会周期性地呈现出短时的原子压缩效应，随着原子初始混合程度的增大，原子越来越远离压缩状态． 展开更多
关键词 混合态 双光子过程 原子压缩 初始能级布居几率 压缩效应
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量子网络研究进展 被引量：5
10
作者 杜炎雄 程爱琴 +2 位作者 郑翔 颜辉 朱诗亮 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第1期16-22,2,共7页
量子网络是通过量子节点来产生、处理和存储量子信息,利用飞行比特作为量子信道来传递量子信息的全量子信息处理与传输网络系统.量子网络不仅是实现长距离、网络式量子通信的基础,还可实现可扩展的分布式量子计算机,并应用于凝聚态多体... 量子网络是通过量子节点来产生、处理和存储量子信息,利用飞行比特作为量子信道来传递量子信息的全量子信息处理与传输网络系统.量子网络不仅是实现长距离、网络式量子通信的基础,还可实现可扩展的分布式量子计算机,并应用于凝聚态多体系统的量子演化模拟.因此,量子网络是以量子通信、量子计算和量子模拟为中心的量子调控研究的核心课题.目前,选择合适的物理载体作为量子节点以及合适的相互作用形式以实现光子与光子、光子与量子节点以及不同量子节点间的相互作用是量子网络研究的重要课题.冷原子系综以及腔量子电动力学系统是实现量子节点的典型代表.文章结合本实验室的研究综述量子网络在以上2个物理系统中近期的部分研究进展,并对量子网络的发展做一定展望. 展开更多
关键词 量子网络 单光子 冷原子 腔QED 非线性
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腔量子电动力学与量子信息过程 被引量：8
11
作者 耿涛 李刚 +1 位作者 王军民 张天才 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期719-724,共6页
本文简要介绍了实现量子信息的几种可能方案,特别是腔QED方案的背景、特点、主要困难和目前的进展,同时介绍了山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在这方面的实验进展。
关键词 量子信息 腔量子电动力学 单原子 单光子
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类克尔介质中Λ型三能级原子的光子统计分布特性 被引量：4
12
作者 刘金明 傅淑英 +1 位作者 聂义友 刘三秋 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1998年第2期167-171,共5页
该文研究了类克尔介质腔内光场与三能级原子相互作用时，场模光子的统计分布特性，讨论了类克尔介质及初始光子数对光子统计分布的影响．
关键词 类克尔介质 Λ型三能级原子 光子统计分布
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耦合二能级原子与二项式光场相互作用(英文) 被引量：1
13
作者 计新 刘博学 张寿 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期726-731,共6页
研究了一个耦合二能级原子与二项式光场相互作用系统中原子布居的时间演化及二项式光场处于不同状态时场参数对原子布居的影响。研究结果表明,当二项式光场处于不同状态时原子与场耦合强度和原子与原子偶极耦合强度对原子布居的时间演... 研究了一个耦合二能级原子与二项式光场相互作用系统中原子布居的时间演化及二项式光场处于不同状态时场参数对原子布居的影响。研究结果表明,当二项式光场处于不同状态时原子与场耦合强度和原子与原子偶极耦合强度对原子布居的时间演化特性的影响是不同的。 展开更多
关键词 量子光学 耦合二能级原子 二项式光场 原子布居
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双光子感生荧光法快速测量大气汞浓度的研究 被引量：7
14
作者 马万云 陈瓞延 《分析测试学报》 CAS CSCD 1993年第1期1-5,共5页
用双光子感生荣光法对大气中汞浓度的快速测量进行了实验研究。用波长约为280.3 nm的激光将汞原子从基态激发到6~1D_2态,测量从该激发态退激所发出的579.1nm的荧光。当测量时间仅为2 s时,获得的检测限为2.2×10~9个原子/cm^3。通过... 用双光子感生荣光法对大气中汞浓度的快速测量进行了实验研究。用波长约为280.3 nm的激光将汞原子从基态激发到6~1D_2态,测量从该激发态退激所发出的579.1nm的荧光。当测量时间仅为2 s时,获得的检测限为2.2×10~9个原子/cm^3。通过进一步改进,可获得更低的检测限10~5～10~6个原子/cm^3。 展开更多
关键词 双光子 感生荧光法 汞 大气
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Kerr效应和虚光场效应对三能级原子-场系统原子占居态几率的影响 被引量：2
15
作者 陶向阳 陈建珍 刘三秋 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第1期9-13,共5页
研究类克尔介质中非旋波近似下三能级原子与场相互作用系统的原子占居态几率的时间演化；讨论了光场频率ω及类克尔介质常量ｘ 对原子占居态几率的影响． 结果表明：虚光场的作用使原子占居态几率的时间演化曲线中出现量子噪音，而Ｋｅ... 研究类克尔介质中非旋波近似下三能级原子与场相互作用系统的原子占居态几率的时间演化；讨论了光场频率ω及类克尔介质常量ｘ 对原子占居态几率的影响． 结果表明：虚光场的作用使原子占居态几率的时间演化曲线中出现量子噪音，而Ｋｅｒｒ 介质效应会抑制量子噪音的产生；原子吸收率随ｘ 的增大而降低；系统的粒子数反转随ｘ 的增大明显减弱，但随ω的增大有所增强． 展开更多
关键词 KERR效应 虚光场效应 占居态几率 二能级原子
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耦合双原子Jaynes-Cummings模型的腔场谱 被引量：12
16
作者 李悦科 张桂明 高云峰 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期705-709,共5页
研究了处于激发态的两原子与高Q腔场相互作用单光子过程的腔场谱,给出了初始光场为光子数态、相干态、压缩真空态时的腔场谱数值计算结果,分析了原子间偶极-偶极相互作用强度gα对腔场谱结构的影响。发现真空场Rabi峰,当gα较弱时为4峰,... 研究了处于激发态的两原子与高Q腔场相互作用单光子过程的腔场谱,给出了初始光场为光子数态、相干态、压缩真空态时的腔场谱数值计算结果,分析了原子间偶极-偶极相互作用强度gα对腔场谱结构的影响。发现真空场Rabi峰,当gα较弱时为4峰,gα较强时为3峰结构;弱场数态(n>0)时为5峰,强场时为3峰结构。相干态和压缩真空态时,谱结构与光子数分布有关,一般为复杂的多峰结构。结果表明,gα对峰位峰高都有影响,破坏了谱结构的对称性,但这种影响只在真空场和弱场时才较明显。 展开更多
关键词 量子光学 腔场谱 等同双原子 单光子过程
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双原子与单模腔场相互作用中的原子偶极平方压缩 被引量：2
17
作者 詹佑邦 周平 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期157-162,共6页
研究了两个二能级原子与单模辐射场多光子相互作用中的原子偶极平方压缩效应，讨论了两个原子与光场之间耦合常数的相对大小以及跃迁光子数等因素对偶极平方压缩的影响，并进而探讨了原子偶极平方压缩与光场振幅平方压缩之间的联系．
关键词 双原子单模系统 多光子跃迁 原子偶极平方压缩 光场振幅平方压缩 量子光学
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双光子通道中任意初态原子比特周期量子回声的调控 被引量：3
18
作者 周并举 刘小娟 +1 位作者 詹杰 周仁龙 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期177-182,共6页
运用全量子理论,研究了在相干光场作用下双光子通道中具有任意初态(纯态和混合态)原子比特周期量子回声的产生条件。通过分别考察原子比特初态和环境参数对其保真度演化的影响,获得了产生和调控原子比特周期量子回声参数,并分析了它的... 运用全量子理论,研究了在相干光场作用下双光子通道中具有任意初态(纯态和混合态)原子比特周期量子回声的产生条件。通过分别考察原子比特初态和环境参数对其保真度演化的影响,获得了产生和调控原子比特周期量子回声参数,并分析了它的物理实质,为实现量子信息高保真输出提供了一种可能的理论依据。 展开更多
关键词 原子比特 双光子通道 保真度 量子回声
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NCS光场与多光子跃迁运动二能级原子相互作用系统的粒子布局数反转 被引量：5
19
作者 王亚男 萨楚尔夫 王艳清 《内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版）》 CAS 北大核心 2015年第2期200-205,共6页
利用全量子理论,研究NCS(the number-chaotic state)态光场与多光子跃迁运动二能级原子相互作用过程中的粒子布局数反转问题.分析了原子初态、场模结构参数、热平均光子数、数态光子数、跃迁光子数等参量对系统粒子布局数反转的影响,结... 利用全量子理论,研究NCS(the number-chaotic state)态光场与多光子跃迁运动二能级原子相互作用过程中的粒子布局数反转问题.分析了原子初态、场模结构参数、热平均光子数、数态光子数、跃迁光子数等参量对系统粒子布局数反转的影响,结果表明:由于原子的运动,使粒子布局数反转表现出不同的周期振荡规律;跃迁光子数取不同值时,系统粒子布局数反转呈现不同的规律. 展开更多
关键词 NCS光场 粒子布局数反转 运动二能级原子 多光子跃迁
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