严　冬，杜秀国，陈　丽

(1.长春大学 理学院，长春 130022；2.长春科技学院 物理系，长春 130600)



少体里德堡原子中的稳态激发和量子纠缠

严冬1，杜秀国2，陈丽1

(1.长春大学 理学院，长春 130022；2.长春科技学院 物理系，长春 130600)

摘要：与独立原子不同，里德堡原子间长程的偶极-偶极相互作用能够产生量子纠缠。在偶极阻塞和反阻塞机制下研究稳态激发和量子纠缠行为，发现量子纠缠行为与里德堡激发密切相关。进一步通过改变系统的参数可以实现对量子纠缠的相干操控。

关键词：量子纠缠；里德堡原子；偶极阻塞；偶极-偶极相互作用

0引言

里德堡原子，一般指的是主量子数非常大的高激发态原子。这类原子寿命长，半径大，电偶极矩强，具有其它中性原子没有的特性[1]。近年来，随着激光冷却和捕获技术的长足进步，它的物理内涵也不断地被丰富和发展。里德堡原子之所以引起广泛关注的主要原因来源于它不同于独立原子的相干激发特性，表现为偶极-偶极相互作用引起的偶极阻塞效应(dipole blockade effect)[2]和偶极反阻塞效应(dipole antiblockade effect)[3]。目前，基于这两种激发特性的理论和应用研究成为热点问题之一。在不同的研究领域，例如：超冷等离子体[4]、多体物理[5]、微弱信号检测[6]以及量子信息处理和量子计算[7]等领域都表现出强劲的发展势头和独特优势。

研究表明，里德堡原子是实现可靠单光子源和单光子器件的最佳候选者，这对于单光子态编码的现代量子保密通讯尤为重要。另外，利用里德堡原子间相互作用强度变化范围大的特点，可以灵活地调节作用强度，进而实现高保真度的各种量子逻辑门操作。……