多模腔量子电动力学中的三方纠缠
该研究团队通过数值模拟研究了多模腔量子电动力学(cQED)系统中量子比特(量子发射体或原子)间三方纠缠的生成与动力学过程。该cQED结构采用三角形多模光学腔,腔内三个初始未纠缠的激发态二能级量子发射体通过类Jaynes-Cummings相互作用产生纠缠。研究采用三方负性纠缠度量及相对于真实三方纠缠态(具体为Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态)的保真度,系统分析了腔模数量、量子比特位置及损耗(量子比特自发辐射与腔镜光子泄漏)对纠缠生成的影响。 关键发现包括两种延迟效应:光子在不同量子比特间传播所需时间导致的延迟,以及在腔内完成单次往返的延迟。值得注意的是,这些延迟效应仅存在于多模腔中,并且通过改变量子比特在腔内的位置,有望实现对三方纠缠坍缩-复苏模式的可控调节。此外,损耗对生成纠缠的影响及最大纠缠度与总模式数的关联性研究结果,显著超越了先前单激发和双激发体系的相关报道。随着电路量子电动力学的最新进展,这些发现为发展基于纠缠的量子网络协议及量子存储器提供了重要理论基础。
