Acta Physica Sinica
All-optical robust generation of two-excitation Bell states in a two-atom system
Yu Guo, LU Gengbiao, FAN Libao
Abstract
高保真纠缠态制备是量子信息处理中的关键问题. 本文研究了具有偶极-偶极相互作用的双原子系统中双激发Bell态的全光学解析与鲁棒制备. 在集体态表象下, 体系动力学限制在级联三态子空间内. 通过Morris-Shore(MS) 变换, 可将原三态系统约化为由亮态与对称态构成的有效二态子空间以及一个解耦暗态. 在此基础上, 通过求解MS空间中的传播算符并将其映射回原三态空间, 解析得到了实现目标Bell态制备的脉冲面积条件. 数值结果表明, 虽然不同脉冲面积条件均可实现目标态的高保真制备, 但其制备过程中对应的动力学演化路径及中间态参与机制存在显著差异. 进一步地, 针对单脉冲对方案对脉冲面积误差敏感的问题, 本文提出一种复合脉冲对方案, 将原三态系统中的鲁棒制备转化为有效二态系统中的鲁棒旋转, 从而利用二态系统中的复合脉冲序列对原三态系统中的控制误差进行系统抑制. 结果表明, 该方案能够显著提高目标态制备对脉冲面积误差的鲁棒性; 同时, 复合脉冲对增强的是整体抗误差能力, 而不会改变不同演化路径之间固有的鲁棒性差异. 本文为双激发Bell态的高保真、抗误差全光学制备提供了一种解析可控的理论方案.