NV色心系统中稳态自旋压缩的产生

发布时间：2021-07-08 08:37

　　近年来,自旋压缩引起了科学家的广泛关注。与光压缩态相比,自旋压缩态更容易存储,而且物理学家发现在自旋系统中产生更大程度的压缩,因此自旋压缩受到科学家们非常大的关注。作为一种多体纠缠源,自旋压缩能超越标准的量子限制以提高信噪比,进而实现精确测量。同时,自旋压缩能用来提高原子钟、磁传感器以及其他基于原子干涉原理测量的稳定性。本文主要研究纳米管与NV色心（氮空位中心）耦合系统中的稳态自旋压缩的产生。近年来,人们在研究与NV色心有关的电子自旋的固态系统操作中付出了相当大的努力。这些工作为探索量子物理学的基本概念以及量子信息和计算的可能应用提供了一条新的发展思路。利用磁场和光学场可以很容易控制和读取NV自旋子,并且在室温下基态具有超长的相干时间。此外,NV色心在量子信息的存储和传输方面具有一定的优势。这些特性和优势使NV色心成为量子技术中具有很大研究价值的系统,包括量子信息处理和传感应用。本论文共分为三个部分:第一部分为前两章,其中第一章主要介绍自旋压缩的发展进程和研究背景。第二章详细介绍了自旋压缩的相关理论和基本概念。主要包括自旋压缩的定义以及几种自旋压缩参数的描述,奇偶态的自旋压缩参数,自旋... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

角动量及角动量的变化量在不同坐标系中的投影（摘自参考文献[2]）

内蒙古科技大学硕士学位论文10D0（式2.11）这里exp()()*aaD表示位移算符，并且ie为一个复数，根据关系式：BABABAeeee,21（式2.12）满足0]],[[]],[[BABBAA,可以将位移算符表示为：aaeeeD*22)(（式2.13）因此，相干态可以用Fock态写成：nneeenna022!022（式2.14）图2.1：(此图来源于参考文献[54])相干（左）和压缩（右）态示意图。对于相干态，圆表示测量X和的P标准差，圆的直径为1。X或P的每次测量都会落入这个圆中。角是的参数。通过对相干态（左）执行压缩算符（式2.28）而产生的压缩态（右）在X方向上具有减小的涨落，该涨落相对于原始轴X具有θ/2的角度。椭圆的面积等于原始圆（左）。这里0!nann满足：

内蒙古科技大学硕士学位论文21图2.2：（此图来源于参考文献[54]）Bloch球表象中的相干自旋状态|CSS显示在图(a)，压缩自旋状态SSS在显示在图(b)。布洛赫球的半径J。其中自旋的涨落用布洛赫球上的图（a）由多种颜色组成的圆盘中的圆和图（b）由多种颜色组成的椭圆盘来表示。相位方差由自旋长度与自旋涨落的与圆盘（椭圆盘）决定，是自旋状态相对于旋转的分辨率，它表征了拉姆齐光谱中的频率精度。对于自旋相干态CSS，投影噪声的分布特征是二项式二项分布，如图（a）所示，而对于自旋压缩态SSS，投影噪声分布不是二项式分布，但很有可能是子二项分布如图（a）所示。这是一般状态的相位精度与相干自旋态CSS的比值，此时，我们选择n方向nJ为最小值的方向。该定义与Kitagawa和Ueda给出的自旋压缩参数2S相关222SRJj（式2.72）因为

【参考文献】：
期刊论文
[1]量子信息技术[J]. 郭光灿.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(05)

硕士论文
[1]光场与原子相互作用系统中自旋压缩性质研究[D]. 盖永杰.长春理工大学 2010
[2]双组份玻色—爱因斯坦凝聚中的自旋压缩[D]. 王倩霞.北京交通大学 2010



本文编号：3271232