耦合固态腔中光子运动的量子调控

结合当前国际上固体量子计算的最新实验，并以申请者已有的工作为基础，研究特定耦合人工量子结构（如全固态腔QED 系统、纳米机械、耦合固态腔链等）中，单个或多个光子的传输特性，以及在这些人工结构中的量子关联和量子纠缠所表现的物理特征，从而分析多体强关联系统量子操纵必须解决的一些物理问题。同时，研究这些结构中光与原子相互作用的量子光学行为，探索对其中量子态进行制备、操纵与控制和探测的物理机制，提出基于耦合固态腔链的量子存储的新型方案，并探讨相应的量子相干器件制备的理论问题。进一步深入探究在这些人工量子固态结构系统中量子相干特性保持的物理机理，分析构成这些人工量子结构的材料的吸收和不均匀性对整个体系退相干的影响，以期找到克服消相干的有效办法。

我们按项目的研究计划研究，项目进展比较顺利，取得了一定研究结果，已经发表5篇SCI论文文章。还有一篇在投稿。对现今采用的两种增强光与物质相互作用的体系，我们主要研究了这些系统中信息和能量传输和转移的控制。对于在受限结构中光信息传输方面，我们首先提出了利用单个Lambda型三能级原子作为控制光子传播方向的路由器，为提高传输效率，我们考虑了边界的影响。对于在受限结构中能量转移方面，我们发现原子之间的相互作用强度和原子-环境耦合强度的相互竞争对能量转移的影响。对光与原子系综相互作用的体系，我们提出利用横向周期性分布和线性变化的两磁场来保持入射光束横向波包形状，使不同偏振的光进行分裂，且每一偏转的光在横向做周期性的往复运动。