開放系統(tǒng)中量子糾纏的演化研究.pdf

1、隨著量子信息理論、量子通訊理論以及納米物理等理論的興起和發(fā)展，開放量子系統(tǒng)的演化研究已成為量子信息理論發(fā)展的主要方向之一。為了研究量子信息，人們構(gòu)造了量子糾纏和量子邏輯門，并在此基礎上引入了量子主方程。利用量子主方程可以研究兩個以上量子點間的相互作用，得到它們之間以及與環(huán)境之間的糾纏。但是，前人工作通常僅關注系統(tǒng)本身而忽略了開放系統(tǒng)中環(huán)境的影響，而本工作利用量子主方程就能較好地解決這個問題。從現(xiàn)實角度看，任何系統(tǒng)實際都是它和環(huán)境的復合系

2、統(tǒng)的一部分，其演化不僅取決于幺正確定性的微分方程，還取決于環(huán)境對它的耗散作用。通常情況下，量子開放系統(tǒng)的外界影響不容忽略，但這點又難以定量處理。這是由于復合系統(tǒng)的自由度過多，以至不可能在微觀上作出全面的描述；即使能夠建立微觀演化方程，也難以處理如此多的信息量。通過環(huán)境的耗散作用可以將開放量子體系中的經(jīng)典物理性質(zhì)提煉出來，成為從量子本質(zhì)到經(jīng)典世界的橋梁?？梢姡芯块_放體系的演化與環(huán)境的關系以及耗散作用的影響對于量子信息理論的應用具有重要意

3、義。
　　本工作基于量子主方程，采用常微分方程方法研究了含有兩個自旋粒子的糾纏演化情況。利用非自治系統(tǒng)的代數(shù)結(jié)構(gòu)，求解常微分方程得到了系統(tǒng)的精確解析解，據(jù)此進一步研究了不同初態(tài)下系統(tǒng)糾纏測度隨時間的演化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)糾纏測度由系統(tǒng)初態(tài)的系數(shù)和耦合強度決定。在所引入的可控量子系統(tǒng)中，不同初態(tài)的糾纏演化情況完全不同。本工作所得的結(jié)果對于糾纏態(tài)的制備以及量子計算的實現(xiàn)具有一定的參考價值。另外，常微分方程方法對于處理具有動力學對稱性的非自治量