利用四波混频产生连续变量纠缠

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量子纠缠是量子信息操控、存储和传递的基本资源。纠缠反应的是一个多体量子系统中各子系统间所存在的非局域的量子关联,它是量子力学有别于经典力学的基本概念。近年来有关连续变量纠缠态的制备及其在量子信息处理中的应用引起了人们广泛的关注。由于量子态与周围环境的相互作用而导致退相干的影响,使得所制备的纠缠态难以保存。因此,基于现有的实验条件和技术,如何制备抗抗干扰能力强、稳定的纠缠源成为人们感兴趣的研究课题之一。 本文首先研究了在强经典场驱动的二能级原子系统中,稳态连续变量纠缠可以通过四波混频过程获得。该方案采用了缀饰原子、压缩变换模的简便方法来讨论了双模腔场的纠缠特性。研究表明,每次仅有一个压缩变换模与缀饰原子发生共振相互作用。通过原子吸收压缩变换模式的光子这样的过程来获得腔模场的稳态纠缠,其纠缠度强烈地依赖于经典场的参量。该方案既不需要制备原子的初态,也不需要原子探测和速度选择。接下来,我们讨论了与双色场驱动的V型三能级原子系统作用的高品质光腔纠缠特性。在三能级方案中,两个不同的通道被建立,通过它们两个压缩变换模同时共振作用于缀饰原子。两腔模之间的纠缠大大的增强,可以得到近似于Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态。三能级方案不需要初始原子态的制备,更不需要两步操作。而在二能级方案中采用的是单通道机制,每次仅一个变换模式作用于原子。为了获得Einstein-Podolsky-Rosen纠缠,必须执行两步过程。
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