腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响毕业论文(编辑修改稿)

腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

mnmFNt nm 11210, 11s i n,)1c o s) ( (,()( 1221( 1 ), 1 , ( c o s 1 ) , 1 , 1 )nme m n B t f m nA     ， ))1( c o s)1(s i n)1c o s((),( 212112121110, 22    tBAnmtBAmAntBAmnmFN nm (6) 上式中 N 为归一化常数。 保真度的计算 为了描述输入态（初态）和输出态（末态）的偏差程度，定义保真度为     22112121,   TrF 式中 1 和 2 为两种态所对应的密度算符。  21,F 的取值范围在 0—1 之间。 在 XI   0, 21 F 时，表示信息（量子态）在传输过程中完全失真，表明初态和末态相互正交；而当   1, 21 F 时，表示为理想信息传输过程，表明初态和末态相同。 一般情况下   1,0 21  F ，表示信息在传输过程中存在失真现象。 在任一时刻系统的态密度算符为 )()()( ttt sss   相应地，子系统光场和原子的约化密度算符分别为  )()( tTrt saf   ，  )()( tTrt sfa   六、完成毕业设计（论文）所必须具备的工作条件及解决的办法 1 文献调研 查阅近年来国内外有关的文献，文献 基本来自 学校图书馆 、 和 中国期刊网， 其中多数 文献由指导老师提供。 2 上机时间 由物理科学与技术学院 计算物理 实验室 及学校 12 栋教学楼机房 提供计算机设备。 七、工作的主要阶段、进度与时间安排 2 月 16 日～ 3 月 07 日 收集资料 ， 完成 英文 翻译 3 月 08 日～ 3 月 17 日 阅读相关文献， 将翻译 送给指导老师修改 3 月 18 日～ 3 月 29 日 完成开题报告， 做开题答辩， 送给指导老师修改 3 月 30 日～ 4 月 20 日 推导理论模型的态矢 及其它计算公式，并开始学习 Mathematica 语言 4 月 21 日～ 5 月 21 日 数值计算、结果分析、撰写论文初稿 5 月 22 日～ 6 月 02 日 送给指导教师修改 6 月 03 日～ 6 月 06 日 根据指导教师修改意见修改论文定稿 6 月 07 日～ 6 月 10 日 论文送给指导教师评阅、送系里审查、评阅教 师评阅，准备论文答辩材料 八、指导教师审查意见 XII 长江大学毕业设计 (论文 )指导教师审查意见 学生姓名 彭精武 专业班级 物理 10701 毕业论文 (设计 )题目 腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响 指导教师 田永红 职 称 教授 评审日期 评审参考内容： 毕业论文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果， 难度及工作量，质量和水平，存在 的主要问题与不足。 学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力， 毕业论文 (设计 )是否完成规定任务，达到了学士学位 论文的水平，是否同意参加答辩。 评审意见： 指导教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 XIII 长江大学毕业设计 (论文 )评阅教师评语 学生姓名 彭精武 专业班级 物理 10701 毕业论文 (设计 )题目 腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响 评阅教师 职 称 评阅日期 评阅参考内容： 毕业论 文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果， 难度及工作量，质量和水平， 存在的主要问题与 不足。 学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力， 毕业论文 (设计 )是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。 评语： 评阅教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 XIV 毕业设计（论文）答辩记录及成绩评定 学生姓名 彭精武 专业班级 物理 10701 毕业论文 (设计 )题目 腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响 答辩时间 年 月 日 ～ 时 答辩地点 一、答辩小组组成 答辩小组组长： 成 员： 二、答辩记录摘要 答辩小组 提问（分条摘要列举） 学生 回答情况评判 三、答辩小组对学生答辩成绩的评定 （百分制） ： _______分 毕业论文 (设计 )最终成绩评定 (依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文 (设计 )评分的相关规定 ) 等级 (五级制 )： _______ 答辩小组组长 (签名 ) ： 秘书 (签名 )： 年 月 日 院 (系 )答辩委员会主任 (签名 )： 院 (系 )(盖章 ) XV 腔外原子的选择测量对腔内原子量子态保真度的影响 学 生：彭精武，物理科学与技术学院 指导老师：田永红，物理科学与技术学院 [摘要 ] 考虑两个初始处于纠缠态的  型三能级原子，将其中一原子注入双模腔中与光场发生相互作用的情况， 采用全量子理论和数值计算方法研究了初始处于 纠缠的两  型三能级原子与双模腔场相互作用系统 中系统、原子和光场量子信息保真度随时间的演化规律。 首先 ,选择一腔外原子能级，使之与腔场，腔内原子相互作用，再根据原子与腔场相互作用系统的哈密顿量和初态计算出相互作用绘景中系统的态矢，进一步结合系统、原子和光场的初态和末态分别计算三者的密度算符；然后 ,分别推导出系统、原子和光场三者量子态保真度；接着 , 利用数值计算方法 ，改变不同的参数，分别作出光场态矢 , 及光子数 nm, 不同 时 (为了简单起见，我们不考虑相位，即0i ，且耦合常数 1g )，  型三能级原子与双模腔场相互作用系统 中的系统、原子和光场三者保真度随时间演化的图形；最后分析图形 ,对取参数不同值的情况，进行讨论。 结果表明：不同的光场态矢和平均光子数使得系统，原子和光场 的量子态保真度发生改变。 当光场态矢 , 都一起增加时， 系统、原子和光场 的 量子 态 保真度 会明显减弱。 [关键词 ] 量子光学， （ 原子 ） 态 选择测量，双 模 腔场， 量子态保真度，  型三能级原子 ， 密度算符 XVI The influence of intracavity atomic fidelity of quantum states via choosing extracavity atomic measurement Candidate: Peng Jingwu, Physics Department of College of Physical Science and Technology Tutor: Tian Yonghong, College of Physical Science and Technology [Abstract] Considering two Λtype threelevel atoms initially in the entangled state, one atom is poured into the cavity and interacts with a Twomode cavity field. The time evolution law of the fidelity of quantum information of the system, the atom and light field in the system of Twomode cavity field interacting with two entangled Λtype threelevel atoms are studied by means of quantum theory and numerical calculation. Firstly, choosing the extracavity atomic level, interacting the Twomode cavity field and intracavity atom. next, the state of the interaction system in interaction picture is calculated by means of Hamiltonian and the initial state in the system of Twomode cavity field interacting with two entangled Λtype threelevel atom, and the density operators of the system, the atom and light field are calculated according to their initial and final state. Secondly, the fidelities of quantum state of the system, the atom and light field can be inferred respectively. Then, when the states of light field , and the average photon number nm, get different values ( in order to getting the results as soon as possible, we don’t consider the interference phase angle and coupling constant, so we have 0i and 1g ), the figures with the time evolution of the fidelities of the system, the atom and light field in the system are drew with changing different parameters by means of numerical calculation. Finally, the figures are analyzed and results are discussed. The results show that the fidelities of quantum states of the system, the atom and light field in the system of twomode cavity field interacting with two entangled threelevel atom will change depending on numerical value of the states of light field and the average photon numbers. When the states of light field , are increased, the fidelities of quantum states of the system, the atom and light field are falling down. [Keywords] quantum optics, stateselective atomic measurement, Twomode cavity field, fidelity of quantum state, Λtype threelevel atom, density operators 引言 第 1 页（共 19 页） 腔外原子的选择测量对腔内原子 量子态保真度的影响 1 引言 光场和原子的相互作用是量子光学研究的重要课题之一。 而 JaynesCummings (JC)模型是描述光场与原子作用的一个最简单的理想模型。 近年来，人们运用 JC 模型研究原子和光场的相互作用，揭示。