【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 mnmFNt nm 11210, 11s i n,)1c o s) ( (,()(? 1221( 1 ), 1 , ( c o s 1 ) , 1 , 1 )nme m n B t f m nA?? ? ? ? ? ， ))1( c o s)1(s i n)1c o s((),( 212112121110, 22 ??????? ?? ?? tBAnmtBAmAntBAmnmFN nm (6) 上式中 N 為歸一化常數(shù)。 保真度的計(jì)算 為了描述輸入態(tài)（初態(tài)）和輸出態(tài)（末態(tài)）的偏差程度，定義保真度為 ? ? ? ? 22112121, ??????? ????? TrF 式中 1? 和 2? 為兩種態(tài)所對(duì)應(yīng)的密度算符。 ? ?21,??F 的取值范圍在 0—1 之間。在 XI ? ? 0, 21 ???F 時(shí)，表示信息（量子態(tài)）在傳輸過(guò)程中完全失真，表明初態(tài)和末態(tài)相互正交；而當(dāng) ? ? 1, 21 ???F 時(shí)，表示為理想信息傳輸過(guò)程，表明初態(tài)和末態(tài)相同。一般情況下 ? ? 1,0 21 ?? ??F ，表示信息在傳輸過(guò)程中存在失真現(xiàn)象。 在任一時(shí)刻系統(tǒng)的態(tài)密度算符為 )()()( ttt sss ??? ? 相應(yīng)地，子系統(tǒng)光場(chǎng)和原子的約化密度算符分別為 ? ?)()( tTrt saf ?? ? ， ? ?)()( tTrt sfa ?? ? 六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所必須具備的工作條件及解決的辦法 1 文獻(xiàn)調(diào)研 查閱近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)的文獻(xiàn)，文獻(xiàn) 基本來(lái)自 學(xué)校圖書(shū)館 、 和 中國(guó)期刊網(wǎng)， 其中多數(shù) 文獻(xiàn)由指導(dǎo)老師提供 。 2 上機(jī)時(shí)間 由物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 計(jì)算物理 實(shí)驗(yàn)室 及學(xué)校 12 棟教學(xué)樓機(jī)房 提供計(jì)算機(jī)設(shè)備 。 七、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排 2 月 16 日～ 3 月 07 日 收集資料 ， 完成 英文 翻譯 3 月 08 日～ 3 月 17 日 閱讀相關(guān)文獻(xiàn)， 將翻譯 送給指導(dǎo)老師修改 3 月 18 日～ 3 月 29 日 完成開(kāi)題報(bào)告， 做開(kāi)題答辯， 送給指導(dǎo)老師修改 3 月 30 日～ 4 月 20 日 推導(dǎo)理論模型的態(tài)矢 及其它計(jì)算公式，并開(kāi)始學(xué)習(xí) Mathematica 語(yǔ)言 4 月 21 日～ 5 月 21 日 數(shù)值計(jì)算、結(jié)果分析、撰寫(xiě)論文初稿 5 月 22 日～ 6 月 02 日 送給指導(dǎo)教師修改 6 月 03 日～ 6 月 06 日 根據(jù)指導(dǎo)教師修改意見(jiàn)修改論文定稿 6 月 07 日～ 6 月 10 日 論文送給指導(dǎo)教師評(píng)閱、送系里審查、評(píng)閱教 師評(píng)閱，準(zhǔn)備論文答辯材料 八、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn) XII 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )指導(dǎo)教師審查意見(jiàn) 學(xué)生姓名 彭精武 專業(yè)班級(jí) 物理 10701 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 腔外原子的選擇測(cè)量對(duì)腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響 指導(dǎo)教師 田永紅 職 稱 教授 評(píng)審日期 評(píng)審參考內(nèi)容： 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果， 難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在 的主要問(wèn)題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位 論文的水平，是否同意參加答辯 。 評(píng)審意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）： _______分 XIII 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名 彭精武 專業(yè)班級(jí) 物理 10701 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 腔外原子的選擇測(cè)量對(duì)腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響 評(píng)閱教師 職 稱 評(píng)閱日期 評(píng)閱參考內(nèi)容： 畢業(yè)論 文 (設(shè)計(jì) )的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果， 難度及工作量，質(zhì)量和水平， 存在的主要問(wèn)題與 不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯 。 評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）： _______分 XIV 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 學(xué)生姓名 彭精武 專業(yè)班級(jí) 物理 10701 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 腔外原子的選擇測(cè)量對(duì)腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響 答辯時(shí)間 年 月 日 ～ 時(shí) 答辯地點(diǎn) 一、答辯小組組成 答辯小組組長(zhǎng)： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問(wèn)（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評(píng)判 三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )最終成績(jī)?cè)u(píng)定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級(jí) (五級(jí)制 )： _______ 答辯小組組長(zhǎng) (簽名 ) ： 秘書(shū) (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會(huì)主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) XV 腔外原子的選擇測(cè)量對(duì)腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響 學(xué) 生：彭精武，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)老師：田永紅，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 [摘要 ] 考慮兩個(gè)初始處于糾纏態(tài)的 ? 型三能級(jí)原子，將其中一原子注入雙模腔中與光場(chǎng)發(fā)生相互作用的情況， 采用全量子理論和數(shù)值計(jì)算方法研究了初始處于 糾纏的兩 ? 型三能級(jí)原子與雙模腔場(chǎng)相互作用系統(tǒng) 中系統(tǒng)、原子和光場(chǎng)量子信息保真度隨時(shí)間的演化規(guī)律。首先 ,選擇一腔外原子能級(jí)，使之與腔場(chǎng)，腔內(nèi)原子相互作用，再根據(jù)原子與腔場(chǎng)相互作用系統(tǒng)的哈密頓量和初態(tài)計(jì)算出相互作用繪景中系統(tǒng)的態(tài)矢，進(jìn)一步結(jié)合系統(tǒng)、原子和光場(chǎng)的初態(tài)和末態(tài)分別計(jì)算三者的密度算符；然后 ,分別推導(dǎo)出系統(tǒng)、原子和光場(chǎng)三者量子態(tài)保真度；接著 , 利用數(shù)值計(jì)算方法 ，改變不同的參數(shù)，分別作出光場(chǎng)態(tài)矢 ??, 及光子數(shù) nm, 不同 時(shí) (為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們不考慮相位，即0?i? ，且耦合常數(shù) 1?g )， ? 型三能級(jí)原子與雙模腔場(chǎng)相互作用系統(tǒng) 中的系統(tǒng)、原子和光場(chǎng)三者保真度隨時(shí)間演化的圖形；最后分析圖形 ,對(duì)取參數(shù)不同值的情況，進(jìn)行討論。結(jié)果表明：不同的光場(chǎng)態(tài)矢和平均光子數(shù)使得系統(tǒng)，原子和光場(chǎng) 的量子態(tài)保真度發(fā)生改變。 當(dāng)光場(chǎng)態(tài)矢 ??, 都一起增加時(shí)， 系統(tǒng)、原子和光場(chǎng) 的 量子 態(tài) 保真度 會(huì)明顯減弱。 [關(guān)鍵詞 ] 量子光學(xué)， （ 原子 ） 態(tài) 選擇測(cè)量，雙 模 腔場(chǎng)， 量子態(tài)保真度， ? 型三能級(jí)原子 ， 密度算符 XVI The influence of intracavity atomic fidelity of quantum states via choosing extracavity atomic measurement Candidate: Peng Jingwu, Physics Department of College of Physical Science and Technology Tutor: Tian Yonghong, College of Physical Science and Technology [Abstract] Considering two Λtype threelevel atoms initially in the entangled state, one atom is poured into the cavity and interacts with a Twomode cavity field. The time evolution law of the fidelity of quantum information of the system, the atom and light field in the system of Twomode cavity field interacting with two entangled Λtype threelevel atoms are studied by means of quantum theory and numerical calculation. Firstly, choosing the extracavity atomic level, interacting the Twomode cavity field and intracavity atom. next, the state of the interaction system in interaction picture is calculated by means of Hamiltonian and the initial state in the system of Twomode cavity field interacting with two entangled Λtype threelevel atom, and the density operators of the system, the atom and light field are calculated according to their initial and final state. Secondly, the fidelities of quantum state of the system, the atom and light field can be inferred respectively. Then, when the states of light field ??, and the average photon number nm, get different values ( in order to getting the results as soon as possible, we don’t consider the interference phase angle and coupling constant, so we have 0?i? and 1?g ), the figures with the time evolution of the fidelities of the system, the atom and light field in the system are drew with changing different parameters by means of numerical calculation. Finally, the figures are analyzed and results are discussed. The results show that the fidelities of quantum states of the system, the atom and light field in the system of twomode cavity field interacting with two entangled threelevel atom will change depending on numerical value of the states of light field and the average photon numbers. When the states of light field ??, are increased, the fidelities of quantum states of the system, the atom and light field are falling down. [Keywords] quantum optics, stateselective atomic measurement, Twomode cavity field, fidelity of quantum state, Λtype threelevel atom, density operators 引言 第 1 頁(yè)（共 19 頁(yè)） 腔外原子的選擇測(cè)量對(duì)腔內(nèi)原子 量子態(tài)保真度的影響 1 引言 光場(chǎng)和原子的相互作用是量子光學(xué)研究的重要課題之一。 而 JaynesCummings (JC)模型是描述光場(chǎng)與原子作用的一個(gè)最簡(jiǎn)單的理想模型。近年來(lái)，人們運(yùn)用 JC 模型研究原子和光場(chǎng)的相互作用，揭示