Динамика атомов и фотонов в некоторых моделях квантовой электродинамики резонаторов

Мифтяхова Д. Р., Мифтяхова Д. Р., Башкиров Е. К.

Published Jan 1, 2019• 0 citations

Abstract

Структура и объем дипломной работы. Дипломная работа изложена на 63 страницах и состоит из введения, трех глав, заключения и 25 иллюстраций. При написании дипломной работы использовано 48 источников. Целью дипломной работы является исследование динамики двух ридберговских атомов с двухфотонными переходами, последовательно пролетающих резонатор с фоковским или тепловым состоянием поля. В дипломной работе получены и выносятся на защиту следующие результаты: 1. Найдено выражение для временной волновой функции рассматриваемой системы в начальных фоковских состояний поля или временную матрицу плотности в случае теплового состояния поля. 2. Вычислена редуцированная атомная матрица плотности. 3. Рассчитан параметр перепутывания атомов, последовательно пролетевших резонатор. 4. Показана зависимость параметра перепутывания от времени пролета вторым атомом резонатора. Во введении показана актуальность данной темы работы, сформулированы цели и задачи работы, новизна полученных результатов. В первой главе сделан обзор те

Related papers

Динамика точно решаемой нелинейной модели квантовой электродинамики резонаторов

Eugene K. Bashkirov, Evgenii Konstantinovich Bashkirov

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.

Вестник Самарского государственного технического университета Серия Физико-математические наукиJan 1, 20230 citations

Динамика двухуровневых атомов, взаимодействующих с тепловым полем, для перепутанных начальных атомных состояний

Е.К. Башкиров, А.С. Соловьева, Michail S. Mastyugin

В статье исследована динамика перепутывания системы двух идентичных двухуровневых атомов, взаимодействующих с модой теплового электромагнитного поля в идеальном резонаторе. При этом в качестве начальных состояний атомов выбраны перепутанные состояния белловского типа. Используя полный набор собственных функций гамильтониана модели, мы нашли точное решение для матрицы плотности рассматриваемой системы. На ее основе получена редуцированная матрица плотности и вычислен параметр Переса - Хородецких. Численное моделирование параметра перепутывания для различных параметров модели показало возможность сохранения высокой степени перепутывания кубитов даже при высоких интенсивностях теплового поля. При этом имеется возможность управления и контроля за степенью перепутывания.

Dec 17, 20150 citations

Перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор с тепловым полем

Башкиров Е. К, Мастюгина Т. С

В настоящей работе нами рассмотрена динамика перепутывания двух атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с конечной температурой. Исследовано влияние начальной атомной когерентности и интенсивности теплового поля резонатора на степень перепутывания атомов. Показано, что для любых начальных состояний атомов их взаимодействие с тепловым полем резонатора приводит к перепутыванию в случае малых интенсивностей поля. При этом наведение начальной атомной когерентности ведет к уменьшению степени перепутывания атомов.

Physics of Wave Processes and Radio SystemsDec 15, 20150 citations

Динамика кубитов в нелинейной двойной двухфотонной модели Джейнса-Каммингса

Захаров Н. К., Захаров Н. К., Башкиров Е. К. +1 more

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.

Jan 1, 20200 citations

Перепутывание двухуровневых атомов в одноатомном мазере при наличии расстройки и штарковского сдвига энергетических уровней

Бузмакова А. А., Бузмакова А. А., Башкиров Е. К.

Объект исследования: система двух атомов поочередно взаимодействующих с одноатомным мазером при расстройке и штарковском сдвиге. Цель: изучение влияния штарковского сдвига и расстройки на динамику перепутывания двух ридберговских атомов, последовательно пролетающих фоковское и тепловое поле резонатора одноатомного мазера. Результаты работы: 1. Найдено точное решение уравнения эволюции для двух ридберговских атомов, последовательно пролетающих резонатор одноатомного мазера с учетом штарковского сдвига и расстройки. 2. Вычислена редуцированная матрица плотности ридберговских атомов и на ее основе и параметр их перепутывания - отрицательность. 3. Найдена временная зависимость параметра перепутывания атомов для фоковского и теплового состояния поля резонатора и различных начальных состояний атомов. П олученные в работе результаты могут быть использованы при планировании будущих экспериментов по генерации и управлению степенью перепутывания различных естественных и искусственных атомных систем.

Jan 1, 20210 citations

Перепутывание в одноатомном мазере

Мещанова Е. А., Мещанова Е. А., Башкиров Е. К.

Объектом исследования является перепутывание ридберговских атомов, поочередно взаимодействующих с резонатором одноатомного мазера при различных начальных состояниях поля. Цель работы - изучение влияния начальной атомной когерентности на динамику перепутывания двух ридберговских атомов, последовательно взаимодействующих с фоковским и тепловым полем резонатора одноатомного мазера. Результаты работы: 1) Описана точная динамика системы, состоящей из двух двухуровневых атомов, последовательно пролетающих фоковский и тепловой резонатор; 2) Рассчитан параметр перепутывания атомов для различных начальных состояний атомных и параметров модели; 3) Показано, что тепловое поле может индуцировать перепутывание атомов, последовательно пролетающих резонатор, для их различных начальных состояний; 4) Установлено, что начальная атомная когерентность приводит к уменьшению степени атомного перепутывания для фоковского начального состояния поля и к увеличению атомного перепутывания в случае теплового начального поля. Полученные в

Jan 1, 20180 citations