作为制备多原子纠缠态的最重要候选者,腔QED体系被广泛关注和研究。近年来,有大量的利用腔QED体系实现多原子纠缠态的研究成果,尤其在利用腔QED体系实现两原子、三原子纠缠的实验方面进展迅速,并且已经实现了原子系综对光量子信息的存取。因此,长远来看,制备多原子尤其是远距离多原子纠缠态对于量子存储、量子隐形传态等量子信息过程具有重要意义。本项目即在申请者前期的两原子纠缠制备的研究基础上,讨论腔QED
,利用光纤实现远距离原子间的量子通讯与量子计算成为研究热点。本项目正是着眼于该类研究热点而开展的课题。本项目主要研究了在光纤连接多个远距离原子的量子体系中,两个或三个以上原子间的量子纠缠态制备。首先研究了光纤并行连接三个原子的体系,继而研究了光纤串行环状连接三原子的体系,得到了两个体系中两原子及三原子的量子纠缠特性。我们相信,经过扩展的该类体系可以为简单量子网络提供模型支持。对于第一种体系,在大失谐及强泄漏条件下,我们得到了Ising型相互作用的有效Hamiltonian。对于原子初始皆为基态的情况,虽然两原子纠缠数量总体上较小,但可以通过改变Ising型耦合强度而提高,三原子纠缠数量则可以接近1。对于第二种体系,利用其有效Hamiltonian,我们讨论了在某一个原子初始被激发的情况下,两原子及三原子纠缠态的制备。在某一确定的时刻,同步地关闭对各原子施加的弱驱动场,可获得三原子的类W态,继而对初始被激发的原子进行自旋测量,即以高成功几率获得其余两原子的最大纠缠态,即使不成功,体系也可以被恢复至其初态。在该体系中,原子的自发衰变不会影响所得两原子最大纠缠态的保真度。