Описано взаимодействие кубита и электромагнитного поля в волноводе согласно модели Ли с использованием того факта, что фотоны в волноводе являются квантами массивного скалярного нейтрального поля. Исследован случай, когда энергия возбужденного состояния кубита больше массы фотона. Найдено стационарное состояние системы "кубит $+$ электромагнитное поле". Описана эволюция нестационарных состояний при начальных условиях общего вида. Приведены результаты численных расчетов при начальных условиях двух типов: 1) кубит находится в возбужденном состоянии, фотон отсутствует; 2) кубит находится в основном состоянии, фотон присутствует. Исследование относится к последовательно квантовой теории управления кубитами с целью перевода их из одного состояния в другое.
Описано взаимодействие кубита и электромагнитного поля в волноводе согласно модели Ли с использованием того факта, что фотоны в волноводе являются квантами массивного скалярного нейтрального поля. Исследован случай, когда энергия возбужденного состояния кубита больше массы фотона. Найдено стационарное состояние системы "кубит + электромагнитное поле". Описана эволюция нестационарных состояний при начальных условиях общего вида. Приведены результаты численных расчетов при начальных условиях двух типов: 1) кубит находится в возбужденном состоянии, фотон отсутствует; 2) кубит находится в основном состоянии, фотон присутствует. Исследование относится к последовательно квантовой теории управления кубитами с целью перевода их из одного состояния в другое.
Рассмотрена система, состоящая из двух идентичных искусственных атомов (кубитов), нерезонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового квантового поля идеального микроволнового резонатора при наличии керровской нелинейности. Для рассматриваемой модели получено точное решение квантового уравнения Лиувилля для полной матрицы плотности системы «два кубита + мода поля резонатора». Для решения квантового уравнения эволюции использовано представление «одетых» состояний, то есть собственных функций гамильтониана. Найден полный набор «одетых» состояний рассматриваемой модели. С его помощью первоначально найдено решение уравнения эволюции для перепутанных начальных состояний кубитов и фоковских состояний поля резонатора, то есть состояний с определенным числом фотонов в резонаторной моде. Указанное решение использовано для построения точного решения квантового уравнения Лиувилля в случае теплового состояния поля резонатора. Усреднением полной матрицы плотности по переменным поля резонатора найдена редуцированная матрица плотности двух кубитов. Двухкубитная матрица плотности использована для вычисления параметра перепутывания кубитов в аналитическом виде для двух типов начальных перепутанных состояний кубитов белловского типа. В качестве количественного критерия перепутывания кубитов выбран параметр Переса-Хородецких, или отрицательность. Проведено численное моделирование временной зависимости параметра перепутывания кубитов для различных параметров модели и начальных состояний кубитов. Наиболее интересным представляется результат, заключающийся в том, что для некоторых параметров модели учет керровской нелинейности приводит к существенной стабилизации начального перепутывания кубитов, а также к исчезновению эффекта мгновенной смерти перепутывания.
Сильная связь экситонного и фотонного состояний является результатом обратимого обмена энергией между возбужденным состоянием атомарных экситонных систем или молекул и электромагнитным полем. Этот процесс приводит к образованию гибридных (смешанных) состояний «свет–вещество», имеющих энергии, отличные от энергий экситона и фотона. В настоящее время большой интерес вызывает реализация гибридных состояний в режиме сильной связи с целью разработки новых излучательных систем, квантово-информационных технологий, управления эффективностью химических реакций, направленного воздействия на биологические системы, а также использования наблюдаемых эффектов в медицине, микроэлектронике, робототехнике и других областях. В обзоре рассмотрена модель сильного взаимодействия света и вещества, его характеристики, способы практической реализации гибридных состояний, включая биологические системы, а также параметры, влияющие на образование сильных связей. Приведены последние достижения в области применений эффекта сильной связи, перспективы его использования и проблемы, возникающие при реализации.
Показано, что в конденсаторе, который включен в цепь постоянного тока, существует электромагнитное поле и существуют потоки электромагнитной энергии. Показано также теоретически и экспериментально, что поток электромагнитной энергии продолжает циркулировать и после отключения от источника постоянного напряжения. Он остается даже тогда, когда удалены металлические обкладки, т.е. энергия конденсатора хранится в диэлектрике конденсатора даже в отсутствии зарядов. Та энергия, которая содержится в конденсаторе и которую принято считать электрической потенциальной энергией, является электромагнитной энергией, хранящейся в конденсаторе в виде стационарного потока. Ранее была описана волна-И-частица (ВИЧ) как альтернатива волне-частице в квантовой механике, в отличие от которой ВИЧ проявляет свойства и волны, и частицы одновременно (а не попеременно в зависимости от условий, трактуемых в квантовой механике). Предполагается, что реальные элементарные частицы представляю собой ВИЧ. Сама ВИЧ – это стоячая электромагнитная волна в объеме куба, не имеющая физических границ, но сохраняющая свои форму, объем, энергию, массу и импульс. В частности, фотон – это ВИЧ. Переменное электромагнитное поле переносится фотонами. Для статического поля не найдено реальных частиц-носителей (или «держателей») этого поля. В квантовой механике этим целям служит виртуальный фотон. Но, если мы хотим закрыть все вопросы реальными частицами, то необходимо обнаружить (кроме ВИЧ) держатель статического поля. Кроме того, ВИЧ не может быть электрическим зарядом, поскольку в нем пульсирует переменная электромагнитная волна. Обе эти функции выполняет описываемая ниже «конструкция». Это оказывается возможным, если принять во внимание отмеченный перед этим факт – существование стационарного потока электромагнитной энергии в конденсаторе, отключенном от источника напряжения.
Актуальность темы. На сегодняшний момент перепутанные состояния – это фундамент квантовой информатики. Стабилизация перепутывания позволит использовать систему в качестве логического элемента квантового компьютера. Сверхпроводящие кубиты являются наиболее ярким примером такой системы, потому их исследование является очень актуальным. Цель работы. Исследование динамики перепутывания двух идентичных двухуровневых атомов (кубитов) в рамках двухфотонной двойной модели Джейнса-Каммингса с учетом расстройки между частотой перехода в атомах и двойной частотой мод поля резонаторов, а также керровской нелинейности в них обоих и наличия теплового шума.
ОБ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ БОЗОННЫХ ЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХМножество всех каналов с данными входом и выходом является выпуклым.Сначала дается удобная формулировка необходимого и достаточного условия того, что канал является экстремальной точкой этого множества, в терминах комплементарного канала, -понятия, имеющего важное значение в квантовой теории информации.Эта формулировка основана на общем подходе к экстремальности вполне положительных отображений операторных алгебр в духе Арвесона.Затем эта формулировка применяется для доказательства главного результата: при определенных условиях невырожденности чистота состояния окружения является необходимым и достаточным условием экстремальности бозонного линейного (квазисвободного) канала.Отсюда следует, что гауссовский канал между конечно-модовыми бозонными системами экстремален тогда и только тогда, когда он обладает минимальным уровнем шума.
Проведено исследование различных соотношений неопределённости для фазы (так называемого оператора Пегга-Барнетта) электромагнитного поля и числа фотонов, тригонометрических функций фазы и числа фотонов, а также тригонометрических функций фазы и фазы поля. Рассмотрено электромагнитное поле в квантовых состояниях фазовых суперпозиций когерентных состояний, представляющих собой общие суперпозиции двух когерентных состояний с одинаковыми модулями и произвольными фазами. Рассматриваются и сравниваются между собой жёсткие соотношения неопределённости (неравенство Коши) и мягкие соотношения неопределённости (неравенства Гейзенберга). Ключевые слова: принцип неопределённости, квантовые флуктуации фазы, эрмитов оператор фазы, суперпозиции когерентных состояний.