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光和原子相互作用中的熵压缩.pdf 67页
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光和原子相互作用中的熵压缩论文
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哈尔滨工业大学理学硕士学位论文
压缩效应是量子光学中一种重要的非经典效应，其在量子信息处理中有非
常重要的应用。传统的压缩效应的研究是从海森堡不确定关系出发，用均方根
偏（方差）差来度量物理量的量子起伏。但是，方差只包含了系统密度算符的
二阶统计矩，因此在很多时候不能精确的度量光场和原子的量子起伏。一种更
好的方法是使用量子熵来描述系统的量子起伏，因为量子熵包含了密度算符的
所有统计矩，因此对量子起伏的描述更精确。本文分别介绍了光场和原子的熵
压缩的定义，光和原子相互作用的模型，并求解出了
光子 Jaynes-Cummings(JC)
模型的光场和原子密度算符。详细讨论了
光子 JC 模型中光和原子的熵压缩。
光子 JC 模型中光场熵压缩的研究发现，当光场平均光子数较小时，光
越大，光场的位置熵压缩越强。但是当平均光子数较大时，不存在
此规律。当
时，平均光子数
越大，光场的位置熵压缩越弱。原子的初态
也对光场的熵压缩有一定的影响。对单光子 JC 模型，原子初始时刻处于基态时，
光场具有最大的位置熵压缩。此外，通过对比
光子 JC 模型光场的熵压缩和方
差压缩可知，当光场呈现出方差压缩时，其一定呈现出熵压缩。但是当存在熵
压缩时，却不一定存在方差压缩。
另一方面，对
光子 JC 模型中原子熵压缩的研究发现，当原子反转S
时候，一定存在熵压缩而不存在方差压缩。
越大，原子反转的回复时间tR
短，压缩因子随时间的起伏越剧烈，准周期越短。需要特别注意的是，k
原子变量存在较好的周期性，其周期为
时，平均光子数
缩因子随时间起伏的准周期越短。此外，原子和光场的初始位相角对原子的熵
压缩有如下影响：(1)
光场的初始位相β 决定了熵压缩的方向；(2)
原子的分布
角θ和? 可以调节两个分量的压缩时间。
从本文的研究可以看出，量子熵比方差更好的度量了物理量的量子起伏。
在一些情况下，熵压缩更好的描述了系统的压缩情况。此外，以上讨论为找到
光场和原子的最大熵压缩提供了理论依据。
关键词 非经典效应；JC 模型；量子熵；熵压缩
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文
Squeezing is an important nonclassical effect in quantum optics, which has
applications
information
processing.
Traditional
Heisenberg
uncertainty
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二氧化钛%2f半导体金属氧化物复合纳米纤维材料的制备及光催化性质研究.pdf 97页
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学校代码：—102—00
研究生学号： 96
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二氧化钛／半导体金属氧化物复合纳米纤维
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者：曹铁平
指导教师：邵长路
学科专业：材料物理与化学
研究方向：功能纳米材料
东北师范大学学位评定委员会
独创性声明
本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得
的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发
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日期：幽M∥．，f
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学位论丈侮者盘名：．二&垒唾．
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目前，能源危机和环境污染日益严重，环保和节能已成为世界性的两大生存主题。
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