Перепутывание атомов с двухфотонными переходами при наличии динамического штарковского сдвига энергетических уровней

Перепутывание атомов с двухфотонными переходами при наличии динамического штарковского сдвига энергетических уровней

Автор: Башкиров Е.К., Гуслянникова М.О.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 3 т.22, 2019 года.

Бесплатный доступ

В настоящей работе мы исследовали динамику атомного перепутывания в квантовой системе, состоящей из двух идентичных двухуровневых атомов (кубитов), резонансно взаимодействующих посредством вырожденных двухфотонных переходов с модой теплового поля резонатора без потерь, при наличии штарковского сдвига энергетических уровней. Получено аналитическое выражение для параметра перепутывания атомов (отрицательности) для сепарабельных и перепутанных начальных состояний атомов. Рассмотрено влияние штарковского сдвига на степень атом-атомного перепутывания. Установлено, что штарковский сдвиг приводит к существенному увеличению степени перепутывания атомов в случае сепарабельных начальных состояний атомов и стабилизации атомного перепутывания в случае перепутанных начальных состояний атомов.

Еще

Идентичные двухуровневые атомы, двухфотонные переходы, тепловое поле, динамический штарковский сдвиг, атом-атомное перепутывание, контроль и управление перепутыванием

Короткий адрес: https://sciup.org/140256101

IDR: 140256101

Список литературы Перепутывание атомов с двухфотонными переходами при наличии динамического штарковского сдвига энергетических уровней

  • Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems / Z.-L. Xiang [et al.] // Rev. Mod. Phys. 2013. Vol. 85. P. 623-653. DOI: 10.1103/RevModPhys.85.623
  • Xiang Z.-L. [et al.] Hybrid quantum circuits: Superconducting circuits interacting with other quantum systems. Rev. Mod. Phys, 2013, vol. 85, pp. 623-653. [in English]. DOI: 10.1103/RevModPhys.85.623
  • Georgescu I.M., Ashhab S., Nori F. Quantum simulation // Rev. Mod. Phys. 2014. Vol. 88. P. 153-186. DOI: 10.1103/RevModPhys.86.153
  • Georgescu I.M., Ashhab S., Nori F. Quantum simulation. Rev. Mod. Phys, 2014, vol. 88, pp. 153-186. [in English]. DOI: 10.1103/RevModPhys.86.153
  • Microwave photonics with superconducting quantum circuits / X. Gu [et al.] // Phys. Repts. 2017. Vol. 718-719. P. 1-102. DOI: 10.1016/j.physrep.2017.10.002
  • Gu X. [et al.] Microwave photonics with superconducting quantum circuits. Phys. Repts, 2017, vol. 718-719, pp. 1-102. [in English]. DOI: 10.1016/j.physrep.2017.10.002
  • Wendin G. Quantum information processing with superconducting circuits: a review // Rep. Prog. Phys. 2017. Vol. 80. P. 106001. DOI: 10.1088/1361-6633/aa7e1a
  • Wendin G. Quantum information processing with superconducting circuits: a review. Rep. Prog. Phys, 2017. vol. 80. pp. 106001. [in English]. DOI: 10.1088/1361-6633/aa7e1a
  • Buluta I., Ashab S., Nori F. Neutral and artificial atoms for quantum computation // Rep. Prog. Phys. 2011. Vol. 74. P. 104401. DOI: 10.1088/0034-4885/74/10/104401
  • Buluta I., Ashab S., Nori F. Neutral and artificial atoms for quantum computation. Rep. Prog. Phys, 2011, vol. 74, pp. 104401. [in English]. DOI: 10.1088/0034-4885/74/10/104401
  • Shore B.W., Knight P.L. The Jaynes-Cummings model // J. Mod. Opt. 1993. Vol. 40. P. 1195-1238.
  • DOI: 10.1080/09500349314551321
  • Shore B.W., Knight P.L. The Jaynes-Cummings model. J. Mod. Opt, 1993, vol. 40, pp. 1195-1238. [in English].
  • DOI: 10.1080/09500349314551321
  • Larson J. Dynamics of the Jaynes-Cummings and Rabi models: Old wine in new bottles // Physica Scripta. 2007. Vol. 76. P. 146-160.
  • DOI: 10.1088/0031-8949/76/2/007
  • Larson J. Dynamics of the Jaynes-Cummings and Rabi models: Old wine in new bottles. Physica Scripta, 2007, vol. 76, pp. 146-160. [in English].
  • DOI: 10.1088/0031-8949/76/2/007
  • Realization of a two-photon maser oscillator / M. Brune [et al.] // Phys. Rev. Lett. 1987. Vol. 59. P. 1899-1902.
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.59.1899
  • Brune M. [et al.] Realization of a two-photon maser oscillator. Phys. Rev. Lett, 1987, vol. 59, pp. 1899-1902. [in English].
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.59.1899
  • Puri R.R., Bullough R.K. Quantum electrodynamics of an atom making two-photon transitions in an ideal cavity // J. Opt. Soc. Am. B. 1988. Vol. 5 (10). P. 2021-2018.
  • DOI: 10.1364/JOSAB.5.002021
  • Puri R.R., Bullough R.K. Quantum electrodynamics of an atom making two-photon transitions in an ideal cavity. J. Opt. Soc. Am. B, 1988, vol. 5(10), pp. 2021-2018. [in English].
  • DOI: 10.1364/JOSAB.5.002021
  • Abdel-Aty M., Moya-Cessa M.H. Sudden death and long-lived entanglement of two trapped ions // Phys. Lett. 2007. Vol. 369 (5-6). P. 372-376.
  • DOI: 10.1016/j.physleta.2007.05.003
  • Abdel-Aty M., Moya-Cessa M.H. Sudden death and long-lived entanglement of two trapped ions. Phys. Lett, 2007, vol. 369(5-6), pp. 372-376. [in English].
  • DOI: 10.1016/j.physleta.2007.05.003
  • Ghosh B., Majumdar A.S., Nayak N. Control of atomic entanglement by the dynamic Stark effect // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2008. Vol. 41. P. 065503.
  • DOI: 10.1088/0953-4075/41/6/065503
  • Ghosh B., Majumdar A.S., Nayak N. Control of atomic entanglement by the dynamic Stark effect. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys, 2008, vol. 41, pp. 065503. [in English].
  • DOI: 10.1088/0953-4075/41/6/065503
  • Hu Y.-H., Fang M.-F. Control of entanglement between two atoms by the Stark shift // Chin. Phys. B. 2010. Vol. 19(7). P. 070302.
  • DOI: 10.1088/1674-1056/19/7/070302
  • Hu Y.-H., Fang M.-F. Control of entanglement between two atoms by the Stark shift. Chin. Phys. B, 2010, vol. 19(7), pp. 070302. [in English].
  • DOI: 10.1088/1674-1056/19/7/070302
  • Zhang J.S., Chen A.X., Wu K.H. Influence of the Stark shift on entanglement sudden death and birth in cavity QED // Chin. Phys. Lett. 2011. Vol. 28. P. 010301.
  • DOI: 10.1088/0256-307X/28/1/010301
  • Zhang J.S., Chen A.X., Wu K.H. Influence of the Stark shift on entanglement sudden death and birth in cavity QED. Chin. Phys. Lett, 2011, vol. 28, pp. 010301. [in English].
  • DOI: 10.1088/0256-307X/28/1/010301
  • Khalili E.M., Ahmed M.M.A., Obada A.-S.F. Entanglement of a two-level atom interacting with a new structure of a generalized nonlinear Stark shift via configuration // Int. J. Mod. Phys. B. 2011. Vol. 25(19). P. 2621-2636.
  • DOI: 10.1142/S0217979211100898
  • Khalili E.M., Ahmed M.M.A., Obada A.-S.F. Entanglement of a two-level atom interacting with a new structure of a generalized nonlinear Stark shift via configuration. Int. J. Mod. Phys. B, 2011, vol. 25(19), pp. 2621-2636. [in English].
  • DOI: 10.1142/S0217979211100898
  • Effect of the Stark shift on entanglement in a double two-photon JC model / Y.H. Hu [et al.] // Journal of Modern Optics. 2008. Vol. 55(21). P. 3551-3562.
  • DOI: 10.1080/09500340802337382
  • Hu Y.H. [et al.] Effect of the Stark shift on entanglement in a double two-photon JC model. Journal of Modern Optics, 2008, vol. 55 (21), pp. 3551-3562. [in English].
  • DOI: 10.1080/09500340802337382
  • Kun H.W., Huang Q.F., Zhang X.Q. Three-atom entanglement sudden death and birth in cavity QED with the influence of the Stark shift // Adv. Mat. Res. 2013. Vol. 662. P. 537-542.
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.662.537
  • Kun H.W., Huang Q.F., Zhang X.Q. Three-atom entanglement sudden death and birth in cavity QED with the influence of the Stark shift. Adv. Mat. Res, 2013, vol. 662, pp. 537-542. [in English].
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.662.537
  • Hussain M., Ebubechukwu O.I.-O., Byrnes T. Geometric phase gate based on the ac Stark shift // Quan. Informa. Proc. 2015. Vol. 14. P. 943-950.
  • DOI: 10.1007/s11128-014-0907-7
  • Hussain M., Ebubechukwu O.I.-O., Byrnes T. Geometric phase gate based on the ac Stark shift. Quan. Informa. Proc, 2015, vol. 14, pp. 943-950. [in English].
  • DOI: 10.1007/s11128-014-0907-7
  • Korashy S., Abdel-Rady S., Osman A.-N.A. Influence of Stark shift and Kerr-like medium on the interaction of a two-level atom with two quantized field modes: A time-dependent system // Quant. Inf. Rev. 2017. Vol. 5 (1). P. 9-14.
  • DOI: 10.18576/qir/050102
  • Korashy S., Abdel-Rady S., Osman A.-N.A. Influence of Stark shift and Kerr-like medium on the interaction of a two-level atom with two quantized field modes: A time-dependent system. Quant. Inf. Rev, 2017, vol. 5 (1), pp. 9-14. [in English].
  • DOI: 10.18576/qir/050102
  • Pagel D., Alvermann A., Fehske H. Dynamic Stark effect, light emission, and entanglement generation in a laser-driven quantum optical system // Phys. Rev. A. 2017. Vol. 95. P. 013825(1-14).
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.95.013825
  • Pagel D., Alvermann A., Fehske H. Dynamic Stark effect, light emission, and entanglement generation in a laser-driven quantum optical system. Phys. Rev. A, 2017, vol. 95, pp. 013825 (1-14). [in English].
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.95.013825
  • AC-Stark shift and dephasing of a superconducting qubit strongly coupled to a cavity field / D.I. Schuster [et al.] // Phys. Rev. Let. 2005. Vol. 94. P. 123602(1-4).
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.123602
  • Schuster D.I. [et al.] AC-Stark shift and dephasing of a superconducting qubit strongly coupled to a cavity field. Phys. Rev. Lett, 2005, vol. 94, pp. 123602(1-4). [in English].
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.94.123602
  • Measurement-induced state transitions in a superconducting qubit: beyond the rotating wave approximation / D. Sank [et al.] // Phys. Rev. Lett. 2016. Vol. 117. P. 190503.
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.190503
  • Sank D. [et al.] Measurement-induced state transitions in a superconducting qubit: beyond the rotating wave approximation. Phys. Rev. Lett, 2016, vol. 117, pp. 190503. [in English].
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.190503
  • Башкиров Е.К., Мастюгин М.С. Влияние диполь-дипольного взаимодействия и атомной когерентности на перепутывание двух атомов с вырожденными двухфотонными переходами // Оптика и спектроскопия. 2014. Т. 116. № 4. P. 678-683.
  • Bashkirov E.K., Mastjugin M.S. Vlijanie dipol'-dipol'nogo vzaimodejstvija i atomnoj kogerentnosti na pereputyvanie dvuh atomov s vyrozhdennymi dvuhfotonnymi perehodami [The effect of dipole-dipole interaction and atomic coherence on the entanglement of two atoms with degenerate two-photon transitions]. Optika i spektroskopija [Optics and Spectroscopy], 2014, no. 4, pp. 678-683 [in Russian].
  • Башкиров Е.К., Мастюгин М.С. Препутывание двух сверхпроводящих кубитов, взаимодействующих с двухмодовым тепловым полем // Компьютерная оптика. 2013. Т. 37. № 3. С. 278-285.
  • Bashkirov E.K., Mastjugin M.S. Preputyvanie dvuh sverhprovodjaschih kubitov, vzaimodejstvujuschih s dvuhmodovym teplovym polem [The perturbation of two superconducting qubits interacting with a two-mode thermal field]. Komp'juternaja optika [Computer optics], 2013, no. 3, pp. 278-285 [in Russian].
  • Башкиров Е.К., Литвинова Д.В. Перепутывание кубитов при наличии атомной когерентности // Компьютерная оптика. 2014. Т. 38. № 4. C. 663-669.
  • Bashkirov E.K., Litvinova D.V. Pereputyvanie kubitov pri nalichii atomnoj kogerentnosti [Entanglement of qubits in the presence of atomic coherence]. Komp'juternaja optika [Computer optics], 2014, no. 4, pp. 663-669 [in Russian].
  • Bashkirov E.K. Thermal entanglement between a Jaynes-Cummings atom and an isolated atom // Intern. J. Theor. Phys. 2018. Vol. 57 (12). P. 3761-3771.
  • DOI: 10.1007/s10773-018-3888-y
  • Bashkirov E.K. Thermal entanglement between a Jaynes-Cummings atom and an isolated atom. Intern. J. Theor. Phys, 2018, no. 57(12), pp. 3761-3771. [in English].
  • DOI: 10.1007/s10773-018-3888-y
  • Peres A. Separability criterion for density matrices // Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 77. P. 1413.
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.1413
  • Peres A. Separability criterion for density matrices. Phys. Rev. Lett, 1996, vol. 77, pp. 1413. [in English].
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.1413
  • Horodecki R., Horodecki M., Horodecki P. Separability of mixed states: necessary and sufficient condition // Phys. Lett. A. 1996. Vol. 223. P. 333-339.
  • DOI: 10.1016/S0375-9601(96)00706-2
  • Horodecki R., Horodecki M., Horodecki P. Separability of mixed states: necessary and sufficient condition. Phys. Lett. A, 1996, vol. 223, pp. 333-339. [in English].
  • DOI: 10.1016/S0375-9601(96)00706-2
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp