吴坤华 张小青

摘  要：基于斯塔克效应，在两个真空场中三个二能级原子彼此间相互纠缠现象的过程中，通过斯塔克内部因子系数的合理调节，能够有效地对纠缠忽然死亡和忽然产生进行调节和控制。当斯塔克内部因子系数的选择满足一定的条件时，纠缠的死亡与复活将实现可控化，也就是说当斯塔克影响因子选择恰当时，既可以控制纠缠死亡与复活的产生，也可以控制纠缠死亡与复活的顺序。在这种情况下，如果将这种现象利用到光电开关的研发中，将有极大的利用价值和帮助。

关键词：量子纠缠;斯塔克效应;纠缠死亡与复活;量子开关

中图分类号：TN25;O471.1     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）04-0036-04

Abstract：Based on the Stark effect，in the process of entanglement of three two-level atoms in two vacuum fields，the sudden death and generation of entanglement can be effectively regulated and controlled by the reasonable adjustment of Stark internal factor coefficient. When the selection of Starks internal factor coefficient meets certain conditions，the entangled death and resurrection will be controllable. That is to say，when Starks influencing factor selection is right，it can control the generation of entangled death and resurrection as well as the order of entangled death and resurrection. In this case，if this phenomenon is used in the research and development of photoelectric switches，it will have great use value and help.

Keywords：quantum entanglement;Stark effect;entanglement sudden death and birth;quantum switch

0  引  言

量子纠缠无论对于量子信息的研究，还是量子信息技术的应用都有非常重要的影响。尤其对近年来有着长足进步的量子计算机[1，2]来说，它起着极其重要的作用。

近年来，人們不管是对量子纠缠的制备、探讨还是应用方面都得到了非常大的进步，并取得了令人欣喜的成绩，如量子纠缠制备方面：已经可以通过已知的量子纠缠协议来对其进行纠缠态的制备以及纠缠态激光的制造等技术[3，4];量子纠缠死亡与复活方面：在真空腔中，对一两个相互独立的腔场及原子之间的纠缠演化情况的研究，也得到了比较充分的论证及阐述[5-7]。而在量子纠缠的应用方面也是硕果累累：如量子纠缠态在微波场强探测及灵敏度提高方面的运用[8];量子纠缠技术在地质学勘测及演化方面的应用等等[9]。

1  理论基础

本文以斯塔克效应为基础，探讨三个相互独立腔场中，都存在一个二能级原子的情况下，它们彼此之间的纠缠演化情况。初始化条件如下：在相互独立真空腔场中，三个二能级原子彼此之间相互存在纠缠演化，而且彼此之间相互独立。在这种前提下，来讨论腔场与腔场之间、原子与原子之间以及腔场与原子之间的相互纠缠演化情况随时间t变化而产生周期性变化。从该演化过程中，去探究量子纠缠过程中产生的纠缠死亡与复活这一特殊现象，并且分析它们的特征及规律性，就目前研究结果而言，一般情况下两原子间的纠缠远大于腔场之间的纠缠。下面将对该系统进行具体分析，在此选择的斯塔克物理模型如图1所示。

3  结  论

通过对斯塔克效应下，三原子在独立腔中量子纠缠演化情况的演算，可以得出以下结论：首先，原子之间，在斯塔克效应下，原子间相互纠缠演化出现纠缠死亡与复活现象，且随参量变化而变化。其次，在斯塔克效应下，腔场之间的参量变化一样影响着纠缠的死亡与复活这一现象的变化，但纠缠度始终没有原子间的纠缠大。最后，原子与腔场之间不存在量子纠缠死亡现象。而且由图7可以看出，当斯塔克参量控制在恰当值的情况下，原子之间的纠缠死亡与复活和腔场之间的纠缠死亡与复活会交替出现，而且原子之间的纠缠明显比腔场之间的纠缠大，同时纠缠死亡出现的时间比纠缠复活要早。由于这种纠缠死亡与复活现象明显与常用的光电开关相一致，因此，纠缠死亡与复活在光电开关上的使用与开发将有极大的意义。

参考文献：

[1] 乔佳韵.浅析量子计算机的原理与应用 [J].数字通信世界，2019（6）：192+186.

[2] 王兵，郝梦奇，李盼池，等.量子索引图像的描述方法与隐写算法 [J].计算机辅助设计与图形学学报，2019，31（11）：1995-2006.

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[4] 董振铭.量子势阱对量子态的影响的新应用——量子纠缠态的制备和激光的制造 [J].科技视界，2019（26）：101-103.

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[7] ZHANG J S，XU J B. Controlling entanglement sudden death and birth in cavity QED [J].Optics Communications，2009，282（17）：3652-3655.

[8] 金明明，张瑞国，高红卫，等.基于原子的微波场测量 [J/OL].量子光学学报：1-14（2019-12-23）.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/14.1187.O4.20191223.1417.008.html.

[9] 张旗，焦守涛，李明超，等.量子纠缠技术在地质学上应用的可能性 [J].地学前缘，2019，26（4）：159-169.

[10] XU J B，ZOU X B. Dynamic algebraic approach to the system of a three-level atom in the Λ configuration [J].Physical Review A，1999，60（6）：4743-4752.

作者简介：吴坤华（1982-），男，汉族，江西上饶人，讲师，硕士研究生，研究方向：量子力学，光电技术，电力系统自动化。