基于原子与光场共振相互作用的W态融合

发布时间：2019-09-09 14:03

【摘要】：基于腔量子动力学(QED)系统,从N个原子和M个原子的W态中各取1个原子同时送入真空腔场,利用原子与腔场相互作用实现2个W态融合.当原子与腔场发生共振作用后,探测腔场.结果表明:若有1个光子,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M)个原子W态;若腔场中没有光子,则探测飞出2个原子,若2个原子中有1个原子处于激发态,则初始的2个W态以一定概率融合为(N+M-2)个原子W态;若2个原子均处于基态,则余下的(N-1)个原子W态和(M-1)个原子W态仍可按此方案循环融合.
【图文】：

成本比较,方案,原子

图１３种融合方案纠缠成本比较Ｆｉｇ．１Ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔｃｏｓｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｔｈｒｅｅｆｕｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓ综上，本文基于腔ＱＥＤ系统，提出了将２个Ｗ态融合为１个更大的Ｗ态方案．从２个Ｗ态（ＷＮ〉和ＷＭ〉）各取１个原子同时送入真空微波腔场，当原子与微波腔场发生共振相互作用后，探测腔场．若腔场中有１个光子，则初始的２个Ｗ态融合为（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态；若腔场中没有光子，则继续探测原子；若２个原子均处于激发态，则融合失败；若２个原子有１个处于激发态，则初始的２个Ｗ态融合为（Ｎ＋Ｍ－２）个原子Ｗ态；若２个原子均处于基态，则余下的（Ｎ－１）个原子Ｗ态和（Ｍ－１）个原子Ｗ态仍可按此方案循环融合．通过对纠缠资源成本的分析，共振融合方案优于失谐融合方案，且共振融合方案无需探测原子即可以一定概率生成（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态．若融合（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态失败，继续探测飞出的２个原子，则可以一定概率生成（Ｎ＋Ｍ－２）个原子Ｗ态，，即此方案纠缠资源利用率较高．通过可行性分析，在目前技术水平下可实现共振融合方案．参考文献［１］ＢｅｌｌＪＳ．ＯｎｔｈｅＥｉｎｓｔｅｉｎＰｏｌｄｏｌｓｋｙＲｏｓｅｎＰａｒａｄｏｘ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９６４，１：１９５－２００．［２］ＮｉｅｌｓｅｎＭＡ，ＣｈｕａｎｇＩＬ．ＱｕａｎｔｕｍＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄＱｕ

成本比较,方案,原子

图１３种融合方案纠缠成本比较Ｆｉｇ．１Ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔｃｏｓｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｔｈｒｅｅｆｕｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓ综上，本文基于腔ＱＥＤ系统，提出了将２个Ｗ态融合为１个更大的Ｗ态方案．从２个Ｗ态（ＷＮ〉和ＷＭ〉）各取１个原子同时送入真空微波腔场，当原子与微波腔场发生共振相互作用后，探测腔场．若腔场中有１个光子，则初始的２个Ｗ态融合为（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态；若腔场中没有光子，则继续探测原子；若２个原子均处于激发态，则融合失败；若２个原子有１个处于激发态，则初始的２个Ｗ态融合为（Ｎ＋Ｍ－２）个原子Ｗ态；若２个原子均处于基态，则余下的（Ｎ－１）个原子Ｗ态和（Ｍ－１）个原子Ｗ态仍可按此方案循环融合．通过对纠缠资源成本的分析，共振融合方案优于失谐融合方案，且共振融合方案无需探测原子即可以一定概率生成（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态．若融合（Ｎ＋Ｍ）个原子Ｗ态失败，继续探测飞出的２个原子，则可以一定概率生成（Ｎ＋Ｍ－２）个原子Ｗ态，即此方案纠缠资源利用率较高．通过可行性分析，在目前技术水平下可实现共振融合方案．参考文献［１］ＢｅｌｌＪＳ．ＯｎｔｈｅＥｉｎｓｔｅｉｎＰｏｌｄｏｌｓｋｙＲｏｓｅｎＰａｒａｄｏｘ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９６４，１：１９５－２００．［２］ＮｉｅｌｓｅｎＭＡ，ＣｈｕａｎｇＩＬ．ＱｕａｎｔｕｍＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄＱｕ
【作者单位】：池州学院机电工程学院;中国科学技术大学材料科学与工程系;
【基金】：国家自然科学基金(批准号:11274010;11374085) 安徽省高校优秀青年人才重点项目(批准号:gxyqZD2016370;gxyqZD2016368) 安徽省高校自然科学研究项目(批准号:KJ2016A511)
【分类号】：O413

【参考文献】