開放量子系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué).pdf

1、量子信息科學(xué)是一門由量子力學(xué)和信息科學(xué)組成的交叉學(xué)科，主要研究的是通過微觀體系的量子狀態(tài)來表達(dá)量子信息，即能夠人為操控、存儲(chǔ)和傳輸量子狀態(tài)。隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的物理體系中，利用和操控量子態(tài)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)量子信息處理是極其困難的，主要的原因是，實(shí)際研究的物理系統(tǒng)不僅受到環(huán)境的影響，而且在通常情況下，無法通過薛定諤方程精確的得到它的演化規(guī)律。近年來隨著量子信息與量子通信理論的發(fā)展，開放系統(tǒng)的研究成為一個(gè)重要方向。我們的研究工作也正

2、是在這個(gè)方面展開的，這篇論文主要記錄了本人在碩士研究生階段的學(xué)習(xí)和研究的一些成果，文中的內(nèi)容大致可以分為兩個(gè)部分，第一部分是對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)概念的介紹;第二部分是本人的學(xué)習(xí)研究工作的展示。
　　 第一部分分為四章，第一章是緒論部分，這個(gè)部分主要介紹了量子糾纏[2]的起源、量子糾纏的制備和量子糾纏在量子信息科學(xué)中的應(yīng)用，在對(duì)量子糾纏起源的介紹中包含了對(duì)EPR佯謬[3]和對(duì)薛定諤貓態(tài)[7]做了簡(jiǎn)要的闡述。
　　 第二章所介紹

3、是本文中我們的研究工作所要用到的基礎(chǔ)，分成三個(gè)小部分進(jìn)行介紹，第一個(gè)部分介紹了量子態(tài)的分類以及純態(tài)的斯密特分解[8]，第二部分介紹了糾纏態(tài)的判斷，第三部分介紹了糾纏度的概念和定義，計(jì)算和使用方法。從以上的介紹，我們可知由于不同的糾纏度有著各自不同的特點(diǎn)，故對(duì)于研究問題的不同，我們要選擇不同的糾纏度。在所介紹的糾纏度的定義中也包括了下文中我們的研究工作中所涉及的von-Neumann熵和負(fù)本征值(Negativity)。
　　 第

4、三章簡(jiǎn)要介紹了開放量子系統(tǒng)糾纏動(dòng)力學(xué)的基本理論，主要簡(jiǎn)述了超算符的表示以及在馬爾科夫近似下，用超算符方法對(duì)主方程的推導(dǎo)。
　　 在第二部分中著重介紹了我們的兩個(gè)工作，首先是對(duì)一個(gè)三能級(jí)的V型原子與光場(chǎng)相互作用系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)的研究，主要是對(duì)所提出的模型的糾纏度的標(biāo)度隨時(shí)間的變化規(guī)律給出我們的分析和計(jì)算的結(jié)果，具體地說是在三能級(jí)原子與光場(chǎng)的相互作用系統(tǒng)中，我們利用原子的Von-Neumann熵隨時(shí)間的演化來描述該系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)特

5、性。計(jì)算了當(dāng)所研究系統(tǒng)處于不同的三個(gè)初態(tài)時(shí)，原子與光場(chǎng)之間的Von-Neumann熵隨時(shí)間的變化，并且分析和討論了此結(jié)果。
　　 隨后介紹了兩個(gè)三能級(jí)的原子與光場(chǎng)的糾纏動(dòng)力學(xué)，這里我們分別討論了馬爾科夫近似和非馬爾科夫近似條件下，系統(tǒng)糾纏隨時(shí)間的變化情況。其中在馬爾科夫近似條件下用了主方程的方法對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行求解，并通過該系統(tǒng)負(fù)本征值(Negativity)隨時(shí)間的演化來描述系統(tǒng)的糾纏動(dòng)力學(xué)特性。
　　 在本論文的最后是對(duì)