Geometric Phase induced by Cyclically Evolving Environment


在前一篇日志中我提到了环境能够导致量子纠缠。今天我讲讲沿着闭合轨迹运动一周的压缩真空库可以诱导原子产生几何相位。

在最近的一篇PRL中,Angelo Carollo等人考虑一个三能级原子与压缩真空库相互作用。他们发现对应一个压缩真空库,有一个不退相干的原子态。当压缩度不为零时,可以缓慢的变化压缩真空库的相位压缩因子从0到2\pi。这时会在原子能级中引入相位因子x=-\pi (1-\alpha),其中 \alpha=1/(cosh(2r)),r是真空压缩幅度因子。也就是说如果压缩度不为零,那么这个相位因子就一定不为零。

看完这篇论文后我的一个想法就是这个方案应该可以用来作基于几何相位的量子计算。通过控制环境来实现量子计算,看起来似乎是一个很有趣的想法。未来一段时间我想仔细的弄清这篇论文的细节,看看是否能够实现这么一个量子计算的方案。

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Collective Decay Induced Entanglement


最近我在想是否纯粹的耗散过程也可以导致量子纠缠。开始我走错了方向,折腾了半天发现是错误的。最近看到了两篇文献,发现这个问题已经被解决了。这两篇文献如下:quant-ph/0604020 和 quant-ph/0604053。

很显然,耗散会使得量子态的相干性丧失,但是它不是一定可以让纠缠丧失。段路明和郭光灿在1997年就发现两个原子如果处于某个特殊的纠缠状态时,考虑原子态的强度集体衰减,会发现这个量子态不会退相干(PRL 79, 1953 (1997))。这两篇文章实际上就是在段路明他们的文章的基础上的一个推广。第一篇文章他们考虑原子初态处于保持相干的纠缠态和不保持相干的纠缠态的叠加态,初始时原子是没有纠缠的。但是随着耗散的进行,不保持相干的纠缠态将会耗散最后降到基态,而保持相干的纠缠态那部分会一直不变。最后得到的是一个含有纠缠态成分的混合态。第二篇文章考虑的是两个原子初态处于纠缠态,原子之间也有直接的偶极相互作用。他们集体耗散过程中,由于偶极相互作用的存在,原子间的纠缠会很快降为零,然后过一段时间,又重新出现纠缠。这也应该是由于偶极相互作用,原子态中出现了保持相干的纠缠态的成分。

校庆听报告


今天是西安交通大学110周年校庆纪念日,我去听了郭光灿院士的学术报告。

郭院士讲的是他们研究组近年来在量子信息领域的一些成绩。近年来,郭光灿组在量子密码通讯以及量子计算的实验与理论方面作出了不少好的工作。比如他们已经成功的在北京和天津之间通过网通的光纤实现了使用的量子保密通讯,光纤的长度是120公里,这是目前世界上已经报道过的最长的量子保密通讯的间距。未来要做的是一个量子保密通讯网络。另外一方面,在量子计算上,他们组也在实验和理论上作出了不少好的工作。比如在两个相互远离的光学腔之间实现了量子控制非门,比如提出了一个固态量子计算的方案,解决了可扩展性和退相干的问题。

郭院士他们组在国内研究量子信息的研究组中是做得最好的,在国际上也很有名气。我相信以后我们组在量子信息方面也能够做出好的成绩。

Happy Birthday


今天是我生日,午饭是出去吃的涮羊肉,庆祝自己24岁生日快乐!最近在准备考试,也没有时间写blog了。今天的天气特别好,樱花盛开,校园里面漂亮美眉真是多。真是美好的一天!