宋明玉

(长江大学物理科学与技术学院,湖北荆州434023)

量子态的重构是量子光学及相关领域的核心问题。在原子-腔QED框架中,对于腔场量子态的测量人们已提出很多有效方案。同时,对于量子信息处理与量子计算的物理实现,囚禁离子系统正成为人们越来越关注的理想物理系统。最近人们提出很多方案,利用激光激发离子来实现囚禁离子振动非经典态,如Fock态[1],压缩相干态[2],猫态[3]和奇偶相干态[4]。在原子-腔QED系统中,腔场量子态的重构方案一般是通过对原子态测量来实现准概率分布函数,如Wigner函数的重构,从而提供一种新的量子态表象[5]。

最近,囚禁离子振动量子态的重构已在实验上得以实现,但该方案涉及复杂的数据分析。文献 [5]提出了在腔QED和离子阱中直接测量Wigner函数的方案,该方案适用于在低激发区域实现囚禁离子振动态的Wigner函数的直接测量。另一方面,在实际的实验中,离子阱不可能是完全孤立的,因此必须要考虑相应的耗散效应。

1 模 型

笔者研究在考虑系统耗散的情况下 (真实条件)振动态的重构问题。虽然不可能重构 Wigner函数,但仍然可能恢复初始态的全部信息。事实上,文献 [6]已经指出重构方案本身也显示量子系统的相干损失。与先前的方案不同的是,笔者的方案在色散时出现耗散的情况下仍然有效。

考虑N个质量为m的超冷离子囚禁在一个线型阱中,离子在阱中沿z方向排成一条链做集体振动,通过2束拉曼光调谐离子振动的第q阶上下边带。……