原子-微腔耦合系统的远程量子相干及量子相变

发布时间：2021-03-06 11:09

　　通过原子-微腔耦合体系,在绝热近似条件下得到了系统的有效哈密顿量,实现了海森堡自旋XY模型的量子模拟过程。为了获取量子资源,基于相对熵判据分析了任意两体量子系统的量子相干性。通过严格的解析过程获得了在任意间距下两个微腔原子系统的量子相干度。随两体间距增大,远程量子相干度按幂指数规律逐渐减小。当改变系统参量时,远程量子相干度在量子临界点附近出现了数值突变现象,这为表征量子相变提供了一种可能的序参量。在考虑光场噪声对量子相干性影响后,量子相干度随着时间振荡衰减,并逐渐消失。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(01)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

微腔与原子耦合示意图

如图2所示，量子相干度随着系统间距的增加而不断减小，其变化规律满足幂律衰减规律。这一现象与量子失协幂指数律衰减规律相似。从图中可以发现，在任意远程间距R下，都可以获得非零的量子相干度，这为远程量子信息的处理提供了有效资源。随着各项异性参数γ的增大，远程量子相干度不断减小。在不失一般性的情况下，选取R=5。在此条件下，采用数值模拟得到了量子相干度与各项异性参数γ、磁场强度λ的关系，结果如图3所示。从图3(a）可以看出：量子相干性随着γ的增大而增大；随着磁场强度增大，量子相干性不断减小，但在临界点λ=1附近，会出现明显的突变行为。为了进一步研究量子临界现象，采用数值模拟计算得到了量子相干度随磁场强度的梯度变化，结果如图3(b）所示。可以发现，在不同的γ下，量子相干度对有效磁场的一阶导数在λ=1处都出现了明显的不连续现象，这种现象就说明了整个系统基态发生了量子相变。图3 量子相干的三维图及其量子临界现象。

量子相干的三维图及其量子临界现象。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]两任意量子比特Rabi模型的纠缠演化特性[J]. 徐玉虎,任学藻,刘雪莹.  光学学报. 2018(01)
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本文编号：3066989