基于多能级原子的光场相干调控和自给式热机的实现

发布时间：2024-02-04 04:10

　　光和原子相互作用是量子光学的主要研究内容。其常用的研究方法包括仅把原子量子化的半经典理论,以及把光场和原子都量子化的全量子理论。光和原子的相互作用表现出很多独特的量子现象,如拉比震荡、相干布居俘获、慢光和里德堡阻塞等。本文研究光场和原子相互作用的过程,我们不仅关注光场的变化,也关注原子的行为。全文主要分为两个部分:一是光场的相干调控及其应用,二是这一过程中由单原子构成的自给式热机。光的相干调控是指利用原子(或者人造原子)为媒介,通过光与原子的相互作用,实现对光场各种属性的调制的一种方法。在研究量子计算机和量子通信的过程中,光子作为量子信息的理想载体,受到了广泛的关注。与电子不同,光子之间没有直接的相互作用。想要实现对光的相干控制,必须依靠原子作为媒介。另外,原子在光子的产生、储存等方面还起着重要作用。自给式热机是一种特殊的量子热机,它能够在没有任何外部能源的情况下,只是通过与不同温度下的热库热接触,就实现制冷机和热机等功能。具体来说,本论文取得以下结果:1、采用电磁感应透明的原理,在宇称破缺的三能级原子与三个经典光场相干耦合的系统中,我们研究了 △型三能级人造原子对两个弱场的极化响应,...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．４库虚拟量子比特的原理图

?第２章基础知识概述???如图２．４?（ｂ）所示。该量子比特的“虚拟温度”可以用激发态和基态的布居户／??和的比值来描述（假设ｆｔ?＝?ｌ，玻尔兹曼常数克＝】）：??ｅ－＾Ｔｖ＝ｐＥ?／ｐＧ?（２．８７）??由于每个库都是在玻尔兹曼分布中单独存在的，我们知道单个库的本征态的??布....

图２．?５最小热机的原理图

?第２章基础知识概述???—?Ｅ２?＇?????????Ｅ】?ｍｍｍｍｍｍｍｍｍＫ??（ａ）?＾ｘ／＾；??Ｌ?ｒｉ?Ｊ?Ｋ?Ｔ２?Ｊ??ｉｌｌ??（ｂ）?Ｖｔ＞?．／＾Ｖ／ｊｙｒ，??图２．?５最小热机的原理图。（ａ）最小热机包含两个量子比特，其中一个的能量间距为马，??与温度....

图２．６．最小量子热机和被隔离的外部量子比特相互作用的原理图

?第２章基础知识概述???综上所述，人们发现整个过程的工作方式是，在选定的虚拟温度下，将复合??热库中选定的虚拟量子比特与热机的虚拟量子比特进行热接触。然后，热机的虚??拟量子比特与外部系统进行热接触。因此，所发生的一切都是在热机虚拟量子比??特的介导下，复合热库中的虚拟量子比特....

图２．?７．最小热机和开放外部量子比特相互作用的原理图

?第２章基础知识概述???，一：：Ｉ?（?＾??■．?■?－ｒｉｉｓｓ．ｒ＞Ｔ－满?＾：淘ｇ??ｍａｃｈｉｎｅ?ｅｘｔｅｒｎａｌ????ｖｉｒｔｕａｌ?ｓｙｓｔｅｍ??ｒ?￣＼??Ｋ???ＶＪＬｙ??图２．?７．最小热机和开放外部量子比特相互作用的原理图。如果外部系统仍然与它自己....

本文编号：3895189