基于操作腔外原子比特控制腔内原子比特相干性时间演化-论文.pdf

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1、第43卷第8期光子学报Vo1．43No．82014年8月ACTAPHoToNICASINICAAugust2014doi：10．3788／gzXb2O1443O8．0827002基于操作腔外原子比特控制腔内原子比特相干性时间演化周并举，彭朝晖，刘小娟(湖南科技大学物理与电子科学学院，湖南湘潭411201)摘要：考虑初始处于两类Bel1态的两原子比特，将其中一个注入真空态腔中发生共振相互作用的情况，研究基于操作腔外原子比特控制腔内原子比特相干性时间演化．考察对腔外原子比特施Hadamard(H)门，H类门，Y门及位相门四种逻

2、辑门操作及态选择测量前后，腔内原子比特约化密度矩阵非对角元时间演化曲线，讨论两类Bell态之间的关联性．结果表明，对腔外原子比特操作前，腔内原子比特密度矩阵非对角元在任意时刻都为零，总是处于混合态或经典态，因此始终退相干．而对腔外原子比特施H门和H类门操作及基态测量后，腔内原子比特密度矩阵非对角元呈现周期为27c的时间演化，除(2n+1)7c／2时刻外，其相干性得到恢复；在，z时刻，其最大相干叠加态和一般相干叠加态被制备；两类ABell态之间存在R(n／2)旋转关联性．而对腔外原子比特施Y门及位相门操作后，腔内原子比特的相

3、干性得不到恢复．发现腔内原子比特的相干性得到恢复的必要条件是，逻辑门操作能够调节腔内原子比特与环境的相互作用，并使两原子比特与场分离的同时，它们之间形成强相干性的纠缠态分布．关键词：逻辑操作；基态测量；原子比特；密度矩阵；相干性；量子计算；纠缠态分布中图分类号：O431．2文献标识码：A文章编号：1004—4213(2014)08—0827002-6ControllableTimeEvolutionofCoherenceofanAtomBitinsideCavitybyManipulatingtheAtomBitOutsi

4、deCavityZHOUBing-ju，PENGZhao—hui，LIUXiao—juan(CollegeofPhysicsandelectronicsScience，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan，Hunan411201，China)Abstract：ConsideringtWOatombitsinBellstateinitially，onebitwasinjectedintoavacuumcavitytoproduceresonancewhileleavin

5、gtheotheroutside．Thecontrollablecoherenceofanatombitinsidethecavitywasinvestigatedbymanipulatingtheatombitoutsidethecavity．ForthecasesofbeforeandaftertheHadamard，Hadamard_like，Y，andphaselogicgatemanipulationsontheatombitoutsidethecavity。thecorrelationoftWOkindsofi

6、nitialBel1statewasdiscussedbynumerica1calculation．Thetimeevolutioncurvesofoff-diagona1elementsinthereduceddensitymatrixfortheatombitinsidethecavitywasstudied．Theresultsshowthattheoff-diagonalelementsofthedensitymatrixfortheatombitinsidethecavityarezeroatanymomentb

7、eforeoperatingtheatombitoutsidethecavity．Thatis，theatombitinsidethecavityisalwaysinamixedstateorclassicalstates，anditscoherenceisalwayssuppressed．However，afterHadamardgateandHadamard-likegateoperationsandgroundstatemeasurements，off-diagonalelementsinthereduceddens

8、itymatrixoftheatombitinsidethecavityshowthe2nperiodtimeevolution，andthecoherencecanberestoredexcept(2+1)n／2．At，z7cthemaximalcoherence^superpositionstate