نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 گروه برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک پژوهشکده انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشگاه اراک، اراک

2 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه اراک، اراک

چکیده

از یک طرف یک اتم دوترازه در فناوری اطلاعات کوانتومی به عنوان کیوبیت استفاده می‌شود و از سوی دیگر نور در اپتیک کوانتوم معمولاً در حالت فشرده است. این دلایل به ما انگیزه می‌دهد تا دینامیک یک اتم دوترازه که توسط یک میدان در حالت فشرده هدایت می‌شود را کشف کنیم. بدین منظور از عملگرهای اتم و همچنین معادله هایزنبرگ-لانگوین استفاده شده است. با استفاده از برخی ویژگی‌های حالت فشرده و انجام تعدادی محاسبات جبری، معادله اصلی که دینامیک اتم را نشان می‌دهد استخراج شده است. در نهایت، دینامیک اتم دو ترازه که توسط میدان حالت فشرده هدایت می‌شود توسط معادله اصلی شبیه سازی شده است. همچنین تأثیر پارامترهای اتم بر روی رفتار آن بررسی شده است

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Derivation of master equation for a two-level atom driven by squeezed state field

نویسندگان [English]

  • A Daeichian 1
  • H Bagheri 2
  • M Mirzaee 2

1 1. Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran

2 Department of Physics, Faculty of Science, Arak University, Arak, Iran

چکیده [English]

On one hand a two-level atom is utilized as a qubit in quantum information technology and on the other hand the light in quantum optics is usually in the squeezed state. These reasons motivated us to explore the dynamic of a two-level atom which is driven by a field in the squeezed state. To this goal, the atom operators and the Heisenberg-Langevin equation have been employed. The master equation which reveals the dynamic of the atom has been derived using some features of the squeezed state and doing some algebra. Finally, the dynamic of the two-level atom which is driven by squeezed state field has been simulated by the derived master equation. Also, the effect of atom parameters on the dynamic has been investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • master equation
  • two-level atom
  • squeezed state
  • SLH framework
  1. C Brif, R Chakrabarti, and H Rabitz, New Journal of Physics 12 (2010).
  2. A Daeichian and F Sheikholeslam, Journal of Control 5 (2012) 20.
  3. J E Gough, M R James, H I Nurdin, and J Combes, Physical Review A 86 (2012) 043819.
  4. A Daeichian and S Aghaei, In 7th international conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA), Tabriz, Iran (2021).
  5. C Weedbrook, S Pirandola, R García-Patrón, N J Cerf, T C Ralph, J H Shapiro, and S Lloyd, Reviews of Modern Physics 84 (2012) 621.
  6. A Daeichian, In 6th international conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA 2019), Sanandaj, Iran (2019).
  7. S Choi, S-H Lee, and H Jeong, Physical Review A 102 (2020) 012424.
  8. D Mansouri, B Rezaie, A N Ranjbar, and A Daeichian, In 7th international conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA), Tabriz, Iran (2021).
  9. Y Chen, J You, and T Yu, Physical Review A 90 (2014) 052104.
  10. A Daeichian and F Sheikholeslam, IET Control Theory & Applications 7 (2013) 1877.
  11. D F Walls, Nature 306 (1983) 141.
  12. C Gardiner, P Zoller, and P Zoller, Quantum noise: a handbook of Markovian and non-Markovian quantum stochastic methods with applications to quantum optics, Springer Science & Business Media (2004).
  13. F Acernese et al., Physical Review Letters 123 (2019) 231108.
  14. M Yanagisawa and H Kimura, IEEE Transactions on Automatic Control 48 (2003) 2121.
  15. A Dąbrowska and J Gough, Russian Journal of Mathematical Physics 23 (2016) 172.
  16. F Cummings, Physical Review 140 (1965) A 1051.
  17. G Milburn, Optica Acta: International Journal of Optics 31 (1984) 671.
  18. E Alebachew and K. Fesseha, Optics communications 271 (2007) 154.
  19. A Lambrecht, in Laser physics at the limits (Springer, (2002) 197.
  20. A I Lvovsky, Photonics: Scientific Foundations, Technology and Applications 1 (2015) 121.
  21. P D Drummond and Z Ficek, “Quantum squeezingI Springer Science & Business Media 27 (2013).
  22. J E Gough, M R James, and H I Nurdin, Physical Review A 81 (2010) 023804.