針對存在增益損耗的三能級非厄米量子系統(tǒng),提出了一種新型的非厄米受激拉曼絕熱捷徑(NH-STIRSAP)技術(shù)。該技術(shù)基于傳統(tǒng)的受激拉曼絕熱通道(STIRAP),通過靈活調(diào)控系統(tǒng)的非厄米項,使系統(tǒng)演化中的非絕熱耦合得到有效抵消,從而加速絕熱演化過程。詳細的數(shù)值計算和理論分析結(jié)果證實,基于所提技術(shù),系統(tǒng)的絕熱演化速度快,且制備的量子態(tài)具有高保真度。并展示了所提技術(shù)在量子分束方面的應用。與傳統(tǒng)絕熱捷徑技術(shù)相比,NH-STIRSAP新技術(shù)具有更廣泛的應用。

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【部分圖文】：

圖1三能級系統(tǒng)中的STIRAP示意圖

ihˉ?c(t)?t=Η0(t)c(t),???(1)式中:hˉ為約化普朗克常數(shù);t為時間;c(t)=[c1(t),c2(t),c3(t)]T,其中c1(t),c2(t),c3(t)為裸態(tài)|1〉,|2〉,|3〉的概率振幅,T表示轉(zhuǎn)置;在旋波近似下,該系統(tǒng)的....

圖2三能級系統(tǒng)中的NH-STIRSAP示意圖

第2.1小節(jié)討論了STIRAP在三能級系統(tǒng)中的演化規(guī)律及絕熱條件。由于STIRAP的演化過程是絕熱過程,因此需要極長的演化時間,這使得STIRAP的應用受到限制。因此,提出了NH-STIRSAP,通過調(diào)控非厄米三能級系統(tǒng)中的增益和損耗,使得快速演化過程中的非絕熱耦合被抵消,從而加....

圖3基于NH-STIRSAP的量子分束。

為了保證系統(tǒng)的邊界條件,將泵浦場設計成高斯型脈沖,將斯托克斯場設計成早于泵浦場進入的高斯型脈沖與泵浦場的疊加。在Ω0=5MHz,tf=1μs,τ=tf/8,σ=tf/6,Δ=0.1MHz條件下,基于NH-STIRSAP的量子分束如圖3所示。利用滿足(24)式的泵浦場和斯托克....

圖4不同的態(tài)|3〉粒子布居數(shù)占比下量子疊加態(tài)的制備。

圖3基于NH-STIRSAP的量子分束。此外,通過調(diào)控(24)式中Ωp(t)的比例來改變系統(tǒng)的邊界條件,制備的目標態(tài)如圖4所示。圖4示例參數(shù)與圖3相同。由圖4可知,制備的量子態(tài)具有高保真度,并且在演化過程中態(tài)|2〉上的粒子布居數(shù)保持為零,這表明NH-STIRSAP能夠廣泛地應用....

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