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稀薄里德伯原子气体中的两体纠缠

张秦榕 王彬彬 张孟龙 严冬

稀薄里德伯原子气体中的两体纠缠

张秦榕, 王彬彬, 张孟龙, 严冬
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  • 量子纠缠是量子信息处理和量子计算中不可或缺的物理资源,制备稳定可操控的量子纠缠是研究的热点之一.里德伯原子具有不同于普通中性原子的特点,长寿命和原子之间强烈的偶极相互作用,使得它成为量子信息处理和量子计算的最优候选者.本文在稀薄里德伯原子气体中,构建了空间四面体排布的里德伯原子模型(空间等距的四个原子模型),通过数值求解主方程来研究两体纠缠和里德伯激发的稳态和瞬态动力学性质,发现偶极阻塞机制下的量子纠缠最大,其他满足反偶极阻塞条件的高阶激发引起的纠缠较小,进而从理论上分析了这两种机制下量子纠缠的物理实质.
      通信作者: 严冬, ydbest@126.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11204019)、吉林省教育厅自然科学基金(批准号:2016287)和博士后基金(批准号:2015M570260)资助的课题.
    [1]

    Gallagher T F 1994 Rydberg Atoms (Cambridge: Cambridge University Press)

    [2]

    Saffman M, Walker T G, Mlmer K 2010 Rev. Mod. Phys. 82 2313

    [3]

    Comparat D, Pillet P 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 A208

    [4]

    Jaksch D, Cirac J I, Zoller P, Rolston S L, Ct R, Lukin M D 2000 Phys. Rev. Lett. 85 2208

    [5]

    Lukin M D, Fleischhauer M, Ct R, Duan L M, Jaksch D, Cirac J I, Zoller P 2001 Phys. Rev. Lett. 87 037901

    [6]

    Tong D, Farooqi S M, Stanojevic J, Krishnan S, Zhang Y P, Ct R, Eyler E E, Gould P L 2004 Phys. Rev. Lett. 93 063001

    [7]

    Porras D, Cirac J I 2008 Phys. Rev. A 78 053816

    [8]

    Pedersen L H, Mlmer K 2009 Phys. Rev. A 79 012320

    [9]

    Gorniaczyk H, Tresp C, Schmidt J, Fedder H, Hofferberth S 2014 Phys. Rev. Lett. 113 053601

    [10]

    Tiarks D, Baur S, Schneider K, Drr S, Rempe G 2014 Phys. Rev. Lett. 113 053602

    [11]

    Pritchard J D, Maxwell D, Gauguet A, Weatherill K J, Jones M P A, Adams C S 2010 Phys. Rev. Lett. 105 193603

    [12]

    Vogt T, Viteau M, Zhao J, Chotia A, Comparat D, Pillet P 2006 Phys. Rev. Lett. 97 083003

    [13]

    Ye S, Zhang X, Dunning F B, Yoshida S, Hiller M, Burgdrfer J 2014 Phys. Rev. A 90 013401

    [14]

    Labuhn H, Barredo D, Ravets S, de Lsleuc S, Macr T, Lahaye T, Browaeys A 2016 Nature 534 667

    [15]

    Gillet J, Agarwal G S, Bastin T 2010 Phys. Rev. A 81 013837

    [16]

    Fan C H, Yan D, Liu Y M, Wu J H 2017 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 50 115501

    [17]

    Lee T E, Hffner H, Cross M C 2011 Phys. Rev. A 84 031402

    [18]

    Lee T E, Hffner H, Cross M C 2012 Phys. Rev. Lett. 108 023602

    [19]

    ibali N, Wade C G, Adams C S, Weatherill K J, Pohl T 2016 Phys. Rev. A 94 011401

    [20]

    Dauphin A, Mller M, Martin-Delgado M A 2016 Phys. Rev. A 93 043611

    [21]

    Petrosyan D, Otterbach J, Fleischhauer M 2011 Phys. Rev. Lett. 107 213601

    [22]

    Yan D, Liu Y M, Bao Q Q, Fu C B, Wu J H 2012 Phys. Rev. A 86 023828

    [23]

    Grttner M, Whitlock S, Schnleber D W, Evers J 2014 Phys. Rev. Lett. 113 233002

    [24]

    Carmele A, Vogell B, Stannigel K, Zoller P 2014 New J. Phys. 16 063042

    [25]

    Weber T M, Hning M, Niederprm T, Manthey T, Thomas O, Guarrera V, Fleischhauer M, Barontini G, Ott H 2015 Nat. Phys. 11 157

    [26]

    Zeiher J, Schau P, Hild S, Macr T, Bloch I, Gross C 2015 Phys. Rev. X 5 031015

    [27]

    Liu Y M, Tian X D, Wang X, Yan D, Wu J H 2016 Opt. Lett. 41 408

    [28]

    Ates C, Pohl T, Pattard T, Rost J M 2007 Phys. Rev. A 76 013413

    [29]

    Hill S, Wootters W K 1997 Phys. Rev. Lett. 78 5022

    [30]

    Wootters W K 1998 Phys. Rev. Lett. 80 2245

    [31]

    Yan D, Song L J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6832 (in Chinese) [严冬, 宋立军 2010 物理学报 59 6832]

    [32]

    Ates C, Pohl T, Pattard T, Rost J M 2007 Phys. Rev. Lett. 98 023002

    [33]

    Amthor T, Giese C, Hofmann C S, Weidemller M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 013001

    [34]

    Honer J, Lw R, Weimer H, Pfau T, Bchler H P 2011 Phys. Rev. Lett. 107 093601

  • [1]

    Gallagher T F 1994 Rydberg Atoms (Cambridge: Cambridge University Press)

    [2]

    Saffman M, Walker T G, Mlmer K 2010 Rev. Mod. Phys. 82 2313

    [3]

    Comparat D, Pillet P 2010 J. Opt. Soc. Am. B 27 A208

    [4]

    Jaksch D, Cirac J I, Zoller P, Rolston S L, Ct R, Lukin M D 2000 Phys. Rev. Lett. 85 2208

    [5]

    Lukin M D, Fleischhauer M, Ct R, Duan L M, Jaksch D, Cirac J I, Zoller P 2001 Phys. Rev. Lett. 87 037901

    [6]

    Tong D, Farooqi S M, Stanojevic J, Krishnan S, Zhang Y P, Ct R, Eyler E E, Gould P L 2004 Phys. Rev. Lett. 93 063001

    [7]

    Porras D, Cirac J I 2008 Phys. Rev. A 78 053816

    [8]

    Pedersen L H, Mlmer K 2009 Phys. Rev. A 79 012320

    [9]

    Gorniaczyk H, Tresp C, Schmidt J, Fedder H, Hofferberth S 2014 Phys. Rev. Lett. 113 053601

    [10]

    Tiarks D, Baur S, Schneider K, Drr S, Rempe G 2014 Phys. Rev. Lett. 113 053602

    [11]

    Pritchard J D, Maxwell D, Gauguet A, Weatherill K J, Jones M P A, Adams C S 2010 Phys. Rev. Lett. 105 193603

    [12]

    Vogt T, Viteau M, Zhao J, Chotia A, Comparat D, Pillet P 2006 Phys. Rev. Lett. 97 083003

    [13]

    Ye S, Zhang X, Dunning F B, Yoshida S, Hiller M, Burgdrfer J 2014 Phys. Rev. A 90 013401

    [14]

    Labuhn H, Barredo D, Ravets S, de Lsleuc S, Macr T, Lahaye T, Browaeys A 2016 Nature 534 667

    [15]

    Gillet J, Agarwal G S, Bastin T 2010 Phys. Rev. A 81 013837

    [16]

    Fan C H, Yan D, Liu Y M, Wu J H 2017 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 50 115501

    [17]

    Lee T E, Hffner H, Cross M C 2011 Phys. Rev. A 84 031402

    [18]

    Lee T E, Hffner H, Cross M C 2012 Phys. Rev. Lett. 108 023602

    [19]

    ibali N, Wade C G, Adams C S, Weatherill K J, Pohl T 2016 Phys. Rev. A 94 011401

    [20]

    Dauphin A, Mller M, Martin-Delgado M A 2016 Phys. Rev. A 93 043611

    [21]

    Petrosyan D, Otterbach J, Fleischhauer M 2011 Phys. Rev. Lett. 107 213601

    [22]

    Yan D, Liu Y M, Bao Q Q, Fu C B, Wu J H 2012 Phys. Rev. A 86 023828

    [23]

    Grttner M, Whitlock S, Schnleber D W, Evers J 2014 Phys. Rev. Lett. 113 233002

    [24]

    Carmele A, Vogell B, Stannigel K, Zoller P 2014 New J. Phys. 16 063042

    [25]

    Weber T M, Hning M, Niederprm T, Manthey T, Thomas O, Guarrera V, Fleischhauer M, Barontini G, Ott H 2015 Nat. Phys. 11 157

    [26]

    Zeiher J, Schau P, Hild S, Macr T, Bloch I, Gross C 2015 Phys. Rev. X 5 031015

    [27]

    Liu Y M, Tian X D, Wang X, Yan D, Wu J H 2016 Opt. Lett. 41 408

    [28]

    Ates C, Pohl T, Pattard T, Rost J M 2007 Phys. Rev. A 76 013413

    [29]

    Hill S, Wootters W K 1997 Phys. Rev. Lett. 78 5022

    [30]

    Wootters W K 1998 Phys. Rev. Lett. 80 2245

    [31]

    Yan D, Song L J 2010 Acta Phys. Sin. 59 6832 (in Chinese) [严冬, 宋立军 2010 物理学报 59 6832]

    [32]

    Ates C, Pohl T, Pattard T, Rost J M 2007 Phys. Rev. Lett. 98 023002

    [33]

    Amthor T, Giese C, Hofmann C S, Weidemller M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 013001

    [34]

    Honer J, Lw R, Weimer H, Pfau T, Bchler H P 2011 Phys. Rev. Lett. 107 093601

  • [1] 单传家, 夏云杰. Tavis-Cummings模型中两纠缠原子纠缠的演化特性. 物理学报, 2006, 55(4): 1585-1590. doi: 10.7498/aps.55.1585
    [2] 封玲娟, 夏云杰. 共同环境中三原子间纠缠演化特性研究. 物理学报, 2015, 64(1): 010302. doi: 10.7498/aps.64.010302
    [3] 严冬, 王彬彬, 白文杰, 刘兵, 杜秀国, 任春年. 里德伯电磁感应透明中的相位. 物理学报, 2019, 68(8): 084203. doi: 10.7498/aps.68.20181938
    [4] 贺志, 李龙武. 两二能级原子在共同环境下的量子关联动力学. 物理学报, 2013, 62(18): 180301. doi: 10.7498/aps.62.180301
    [5] 王成志, 方卯发. 双模压缩真空态与原子相互作用中的量子纠缠和退相干. 物理学报, 2002, 51(9): 1989-1995. doi: 10.7498/aps.51.1989
    [6] 韩伟, 崔文凯, 张英杰, 夏云杰. 不同环境模型下Bell型纠缠态衰退行为的比较. 物理学报, 2012, 61(23): 230302. doi: 10.7498/aps.61.230302
    [7] 丛美艳, 杨晶, 黄燕霞. 在不同初态下Dzyaloshinskii-Moriya相互作用及内禀退相干对海森伯系统的量子纠缠的影响. 物理学报, 2016, 65(17): 170301. doi: 10.7498/aps.65.170301
    [8] 黄燕霞, 黄熙, 赵朋义, 詹明生. 压缩真空场与原子非线性作用过程中的纠缠与消纠缠. 物理学报, 2004, 53(1): 75-81. doi: 10.7498/aps.53.75
    [9] 卢道明. 原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性. 物理学报, 2011, 60(9): 090302. doi: 10.7498/aps.60.090302
    [10] 卢道明. 三能级原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性. 物理学报, 2012, 61(3): 030301. doi: 10.7498/aps.61.030301
    [11] 卢道明. 型和V型三能级原子与耦合腔相互作用系统中的纠缠特性. 物理学报, 2011, 60(12): 120303. doi: 10.7498/aps.60.120303
    [12] 祝世宁, 周青春. Λ型三能级原子与数态单模光场互作用系统的纠缠特性. 物理学报, 2005, 54(5): 2043-2048. doi: 10.7498/aps.54.2043
    [13] 单传家, 郭德军, 夏云杰. 内禀退相干下Tavis-Cummings模型中原子的纠缠演化与贝尔不等式破坏. 物理学报, 2007, 56(4): 2139-2147. doi: 10.7498/aps.56.2139
    [14] 刘圣鑫, 李莎莎, 孔祥木. Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对量子XY链中热纠缠的影响. 物理学报, 2011, 60(3): 030303. doi: 10.7498/aps.60.030303
    [15] 胡要花, 方卯发, 廖湘萍, 郑小娟. 二项式光场与级联三能级原子的量子纠缠. 物理学报, 2006, 55(9): 4631-4637. doi: 10.7498/aps.55.4631
    [16] 程景, 单传家, 刘继兵, 黄燕霞, 刘堂昆. Tavis-Cummings模型中的几何量子失协特性. 物理学报, 2018, 67(11): 110301. doi: 10.7498/aps.67.20172699
    [17] 熊恒娜, 江 健, 陈 俊, 唐丽艳, 郭 红. 原子间纠缠和光场模间纠缠的对应关系. 物理学报, 2006, 55(6): 2720-2725. doi: 10.7498/aps.55.2720
    [18] 张英杰, 周 原, 夏云杰. 多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性. 物理学报, 2008, 57(1): 21-27. doi: 10.7498/aps.57.21
    [19] 蔡 卓, 陆文彬, 刘拥军. 交错Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对反铁磁Heisenberg链纠缠的影响. 物理学报, 2008, 57(11): 7267-7273. doi: 10.7498/aps.57.7267
    [20] 陈宇, 邹健, 李军刚, 邵彬. 耗散环境下三原子之间稳定纠缠的量子反馈控制. 物理学报, 2010, 59(12): 8365-8370. doi: 10.7498/aps.59.8365
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-17
  • 修回日期:  2017-10-25
  • 刊出日期:  2018-02-05

稀薄里德伯原子气体中的两体纠缠

  • 1. 长春大学理学院, 材料设计与量子模拟实验室, 长春 130022;
  • 2. 东北师范大学量子科学中心, 长春 130117
  • 通信作者: 严冬, ydbest@126.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11204019)、吉林省教育厅自然科学基金(批准号:2016287)和博士后基金(批准号:2015M570260)资助的课题.

摘要: 量子纠缠是量子信息处理和量子计算中不可或缺的物理资源,制备稳定可操控的量子纠缠是研究的热点之一.里德伯原子具有不同于普通中性原子的特点,长寿命和原子之间强烈的偶极相互作用,使得它成为量子信息处理和量子计算的最优候选者.本文在稀薄里德伯原子气体中,构建了空间四面体排布的里德伯原子模型(空间等距的四个原子模型),通过数值求解主方程来研究两体纠缠和里德伯激发的稳态和瞬态动力学性质,发现偶极阻塞机制下的量子纠缠最大,其他满足反偶极阻塞条件的高阶激发引起的纠缠较小,进而从理论上分析了这两种机制下量子纠缠的物理实质.

English Abstract

参考文献 (34)

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