مطالعه ی دینامیک درهم تنیدگی در برهم کنش سامانه ای از یون های به دام افتاده ی دو ترازی با میدان تابشی کوانتیده ی درون کاواک
چکیده
در این پژوهش به مطالعه ی دینامیک درهم تنیدگی در سامانه ی یون به دام افتاده ی سرد شده در حضور میدان لیزری کلاسیک و میدان تابشی کوانتیده ی تک مد درون کاواک در حد لمب-دیک می پردازیم. در سامانه ی مورد نظر میدان لیزری کلاسیک به عنوان واسطه ی برهم کنش، موجب جفت شدگی درجه های آزادی داخلی و خارجی یون می شود در حالی که، میدان تابشی کوانتیده ی تک مد درون کاواک به عنوان یک سامانه ی مستقل با درجه های آزادی داخلی و خارجی یون جفت می شود. در این وضعیت به ویژه امکان پیش بینی برخی جنبه های اساسی برهم کنش یون به دام افتاده با میدان کوانتیده که از ماهیت کوانتومی میدان تابشی سرچشمه می گیرد فراهم می آید. علاوه بر این، دستیابی به چنین سامانه ای نه تنها امکان برهم کنش طولانی مدت و کنترل شده ی اتم-میدان را در چارچوب الکترودینامیک کوانتومی درون کاواک فراهم می آورد، بلکه امکان بروز درهم تنیدگی یون با میدان را نیز فراهم می سازد. این موضوع به ویژه از دیدگاه فرایندهای ذخیره سازی، پردازش و انتقال اطلاعات کوانتومی اهمیت قابل ملاحظه ای دارد. از این رو به مطالعه ی دینامیک درهم تنیدگی تک یون به دام افتاده ی برهم کنشی با میدان کوانتیده ی تک مد کاواک در دو رژیم بازآواییده و پاشنده می پردازیم. سپس مطالعاتمان را به مورد سامانه ای متشکل از تعداد n یون تعمیم می دهیم و به تحلیل اثر تعداد یون ها، آمار کوانتومی میدان تابشی و میدان حرکت ارتعاشی و قدرت جفت شدگی یون-میدان بر دینامیک درهم تنیدگی می پردازیم. از سویی در سامانه های متشکل از چند زیر سامانه، هر زیر سامانه می تواند به شیوه های متنوعی با سایر زیر سامانه ها جفت شود. بنابراین، معرفی سنجه هایی که بتوانند انواع جفت شدگی های ممکن در سامانه را توصیف کنند ضروری است. معرفی سنجه های مزبور و مطالعه ی دینامیک درهم تنیدگی سامانه ی برهم کنشی یون های به دام افتاده به کمک این سنجه ها یکی از محورهای اصلی پژوهش حاضر را تشکیل می دهد. علاوه بر این، سامانه ی یون به دام افتاده ی برهم کنش گر با میدان کوانتیده ی درون کاواک، از این نظر که امکان مهندسی حالت های غیر کلاسیک و حالت های مزوسکوپیک و کاربرد این حالت ها در درگاه های منطق کوانتومی و کامپیوترهای کوانتومی را فراهم می آورد بسیار حائز اهمیت است. از این رو، در این پژوهش به ارائه ی پروتکلی برای تولید حالت های مزوسکوپیک به کمک این سامانه در رژیم پاشنده می پردازیم.