【正文】 最后分析圖形 ,對取參數(shù)不同值的情況，進(jìn)行討論。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )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 。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)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )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 。 2 上機(jī)時間 由物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 計算物理 實驗室 及學(xué)校 12 棟教學(xué)樓機(jī)房 提供計算機(jī)設(shè)備 。一般情況下 ? ? 1,0 21 ?? ??F ，表示信息在傳輸過程中存在失真現(xiàn)象。 ? ?21,??F 的取值范圍在 0—1 之間。 若利用場電離技術(shù)對腔外原子 1 進(jìn)行選擇性測量，若測得原子處于低能態(tài) f ，那么腔場和原子 2 構(gòu)成的系統(tǒng)的態(tài)矢塌縮為 ????? ?? ? tBAminmgAntBAmnmFNt 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)。 設(shè)初始時刻，兩原子處于糾纏態(tài)，輻射場為相干態(tài)，即 )(21)0( 2121 gffga ??? ， ??? ?)0(f = ???0, ,),(nm nmnmF ， (3) e g f X 則系統(tǒng)初始時刻態(tài)矢可表示為 ))0()0()0( fa ??? ? ， ?? ? ?? 0, 2121 ,)(21),(nm nmgffgnmF ， !!)2e x p (),(22nmnmFnm ???? ??? (4) 式中 10 ?? iem? ， 20 ?? ien? ， 0m 和 0n 為光場 ? 和 ? 的初始平均光子數(shù)， 1? ， 2?為其相位角，為簡單起見，設(shè) 021 ???? 。在共振條件下，在相互作 IX 用表象中原子 2 和腔場構(gòu)成的系統(tǒng)的哈密頓量（取 ? =1）可表示為： )()( 21 egageagefbfebgH I ?? ???? (1) 圖 1 ? 型三能級原子的能級結(jié)構(gòu) 式中 a? ,a ),( bb? 為光場的產(chǎn)生算符和湮沒算符， 1g ， 2g 為光場與原子的耦合系數(shù) ，為簡單起見，設(shè) ggg ?? 21 。其中能級 f 與 g 之間的躍遷是禁戒的， e 與 g 和 e 與 f 之間的躍遷分別與頻率 a? 和 b? 的輻射場相聯(lián)系。 2 重點研究的關(guān)鍵問題 1） 理論模型和態(tài)函數(shù) 2）計算保真度 3 解決思路 理論模型和態(tài)函數(shù) 考慮到兩個全同的 ? 型三能級原子 1 和 2，原子的能級結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。本課題將研究 腔外原子的選擇測量對腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響， 希望能得到一些新的結(jié)論。 JaynesCumming 模型 (JCM)是描述原子與光場相互作用的最簡單和最典型的理論模型。該項目由國內(nèi) 17 所大學(xué)和科研院所、 50 多名學(xué)術(shù)骨干組成的研究團(tuán)隊，歷經(jīng) 5 年的協(xié)作研究，在量子信息的理論和實驗方面取得了一批重要的成果，使我國在這一領(lǐng)域的研究水平走在了世界的前列 。量子信息是量子物理與信息科學(xué)相融合的交 叉學(xué)科?？梢?，對保真度的研究已成為量子通信和量子計算領(lǐng)域中的一個熱門問題。一般情況下? ?120 , 1F ????， 表示 信息在傳輸過程中存在失真現(xiàn)象。還著重比較了單光子躍遷和雙光子躍遷 JC 模型中不同的失諧量和初始平均光子數(shù)對系統(tǒng) ,原子和光場的量子信息保真度演化的影響。 研究了初始處于糾纏態(tài)的雙原子與相干光場的相互作用。 三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱 [1] 林仁明 . 雙光子疊加態(tài)的壓縮效應(yīng)和真空場 Rabi 振蕩和分裂 [J]. 量子電子學(xué)報 , 1989,24(02):074~080. [2] 方家元，黃春佳，顏曉紅，王登龍，任鵬 . Kerr 介質(zhì)中光場與耦合雙原子相互作用系統(tǒng)的光場壓縮 [J]. 長沙電力學(xué)院學(xué)報 ( 自然科學(xué)版 ) ， 2020 ， 16 (02) :1024~1028. [3] 李高翔，彭金生 . 論 JsynesCummings 模型中原子偶極壓縮和光場壓縮間的關(guān)聯(lián) [J]. 物理學(xué)報 , 1995,46 (10) :436~440. [4] 王曉光 , , 于榮金 . Peremolv SU(1,1)相干疊加態(tài)的二階量子關(guān)聯(lián)特性研究 [J]. 光子學(xué)報 , 1999,6 (10):784~789. [5] 田永紅 , 徐大海 , 韓立波 .糾纏態(tài)原子與壓縮真空場 Raman 相互作用的量子信息保真度 [J]. 原子與分子物理學(xué)報， 2020， 23（ 2）： 0255～ 0260 [6] 詹佑邦，周平， 王 郁武．雙光子 JC 模型中 Stark 效應(yīng)對量子態(tài)保真度的影響 [J].光電子激光 ,2020,14(11):1205～ 1209. [7] 劉堂昆，王繼 鎖，柳曉軍等．雙光子 BJ 模型中克爾介質(zhì)對量子態(tài)保真度的影響[J].光電子 研究結(jié)果表明 , 采用選擇原子測量方法和選擇參與相互作用的光場的強(qiáng)度 , 可導(dǎo)致未參加相互作用的光場量子特性的明顯增強(qiáng)。在量子通信、量子計算機(jī)和量子密碼術(shù)中，量子態(tài)是信VI 息載體，而量子態(tài)的傳輸必然要考慮保 真度問題。最近 , 人們已經(jīng)研究了純態(tài)量子編碼中的保真度 ,量子混合態(tài)的保真度 ,量子信息和量子隱形傳態(tài)理論中的保真度。最近，盧道明等人研究表明： 考慮兩個初始處于糾纏態(tài)的 Λ 型三能級原子 ,將其中一原子注入雙模腔中與光場發(fā)生共振相互作用的情況。 隨之一系列的光學(xué)現(xiàn)象被人們發(fā)現(xiàn)，這些都極大地促進(jìn)了量子光學(xué)的蓬勃發(fā)展，成為近年來物理學(xué)領(lǐng)域中的活躍的學(xué)科之一，而在量子光學(xué) 領(lǐng)域，光場與原子相互作用的量子特性的研究一直是眾多學(xué)者關(guān)注的焦點。而 量子光學(xué)作為光學(xué)的一個分支，基于量子理論研究光的相干性和統(tǒng)計性，以及光和物質(zhì)相互作用的量子性質(zhì)， 1963 年路易 ?格勞伯先后在 《物理評論通信》和《物理評論》 上發(fā)表了 3 篇文章， 創(chuàng)造性的提出了 “光子的相干性量子理論 ”，將量子理論引入光學(xué)，為現(xiàn)代量子光學(xué)學(xué)科的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。 二、 研究目的和意義 20 世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展表明，量子物理是人們認(rèn)識和理解微觀世界的基礎(chǔ)。 完成畢業(yè)設(shè)計 (論文 )所需的條件及上機(jī)時數(shù)要求 1）中英文的量子光學(xué)等方面的書籍、中國期刊網(wǎng)； 2）近 5 年來國內(nèi)外有關(guān)的文獻(xiàn)； III 3）上機(jī)學(xué)時 100 學(xué)時以上； 4）計算機(jī)及作圖軟件。 5．畢業(yè)設(shè)計 (論文 )的 目標(biāo)及具體要求 目標(biāo)：通過畢業(yè)論文的撰寫，掌握畢業(yè)論文撰寫的技巧和方法，培養(yǎng)自學(xué)能力和綜合運用所學(xué)知識獨立分析和解決問題的能力，培養(yǎng)和提高創(chuàng)新意識和實踐能力，獲得科學(xué)研究的基礎(chǔ)訓(xùn)練。 3）、通過數(shù)值計算，討論光場與原子相互作用系統(tǒng)中保真度的演化規(guī)律，討論原子、光場參數(shù)等對保真度的影響。 作者簽名： 日 期： III 目 錄 長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 ........................................................................................ I 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 ................................................................................................. IV 長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )指導(dǎo)教師審查意見 ................................................................ XII 長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )評閱教師評語 ....................................................................... XIII 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄及成績評定 .......................................................................XIV 中文摘要 ............................................................................................................................ XV 英文摘要 ...........................................................................................................................XVI 1 引言 ................................................................................................................................... 1 2 理論模型與計算公式 ........................................................................................................ 2 3 相互作用體系的量子態(tài)保真度 ....................................................................................... 6 保真度 （ Fidelity）的定義 .................................................................................... 6 保真度（ Fidelity）的計算 ..................................................................................... 7 4 數(shù)值計算與物理分析 ....................................................................................................... 9 系統(tǒng)保真度的分析 ................................................................................................ 9 原子保真度的分析 ............................................................................................... 11 光場保真度的分析 ...............................................................................................14 系統(tǒng)、原子和光場三者比較分析 .......................................................................16 5 結(jié)論 ................................................................................................................................. 16 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 17 致 謝 ............................................................................................................................... 19 I 長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論 文 )任務(wù)書 學(xué)院（系） 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專業(yè) 物理學(xué) 班級 物理 10701班 學(xué)生姓名 彭精武 指導(dǎo)教師 /職稱 田永紅教授 1. 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目 ： 腔外原子的選擇測量對腔內(nèi)原子量子態(tài)保真度的影響 2. 畢業(yè)設(shè)計（論文）起止時間： 2020 年 1 月～ 2020 年 6 月