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本文详细研究了电磁诱导透明(EIT)方法在量子信息过程及原子相干输出中的各类应用方案。作为目前现代量子光学中极为重要的技术之一,EIT方法使得我们可通过将光的量子态存储于原子体系之中(原子团或者原子激光等)来实现对原子团或原子激光的量子态操控。本文所要讨论的应用方案正是基于这些特点之上而提出的。
首先,在第二章里,我们简要回顾了EIT理论的发展历史,这包括对EIT方法的基础知识以及对EIT在光的量子存储中的应用作了简单介绍。从第三章开始,本文重点介绍我们在EIT量子存储理论及其相关应用中的各类研究。其中,第三章中我们详细研究了多能级系统以及多团原子系统中的一般化EIT量子存储模型,通过对这些体系中所隐含的动力学对称性的研究,我们找到了一套光或原子团间的可控纠缠态生成方案,并讨论了这些方案的稳定性。在第四章中,我们研究通常的光与原子非均匀耦合下的EIT量子存储模型,此项理论研究发现,EIT方法通过集群自旋态(collectivespinstates)做量子存储,不会因为非均匀耦合而出现内秉退相干现象,这表明这类量子存储方案的确存在优越性。我们在第五章中讨论了光学方法在获得具有特殊量子特性的原子激光中的应用。第六章我们研究了EIT量子态传递方案中的非线性效应,这些包括,首先我们讨论了暗态极化子(darkstatepolaritons)的非线性性质,并考查了由DSPs形成的孤子的动力学行为。其次,我们在三能级系统中将Fleischhauer-Gong方案推广到非线性情形,从而获得非经典孤子原子激光。最后,我们仔细研究了量子态传递方法在实现原子激光的参数相转化,即实现纠缠原子激光上的应用。并且,通过这些方案我们可以实现基于独立原子激光的量子相位门操作。在第七章我们对主要结论作了简要的总结归纳。