非馬爾科夫近似下原子與光場(chǎng)相互作用動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、原子與電磁場(chǎng)相互作用是近年來理論研究的熱門課題，特別是原子動(dòng)力學(xué)研究，例如原子的坍塌和恢復(fù)現(xiàn)象以及原子之間的關(guān)聯(lián)現(xiàn)象，它是量子信息處理中的重要資源。本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括：
　　1利用一種新方法精確求解Jaynes-Cummings模型的動(dòng)力學(xué)演化行為，理論分析Jaynes-Cummings模型的坍塌和恢復(fù)現(xiàn)象。結(jié)果與以前的研究如算符方法求解結(jié)果相一致。此外包含非旋波項(xiàng)的Jaynes-Cummings哈密頓量使用相同的方法也能

2、精確求解，因此求解結(jié)果更符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，揭示非旋波項(xiàng)的物理本質(zhì)。最后討論原子坍塌和恢復(fù)現(xiàn)象與平均光子數(shù)，光場(chǎng)相位角，共振頻率以及耦合系數(shù)大小的關(guān)系，這將為實(shí)驗(yàn)研究提供一定的理論指導(dǎo)并且可能運(yùn)用到腔量子電動(dòng)力學(xué)里求解。
　　2通過Nakajima-Zwanzig和Time-convolutionless投影算符技術(shù)，我們推導(dǎo)一個(gè)比特與一般的庫相互作用的非馬爾科夫主方程。比較比特的非馬爾科夫方法和馬爾科夫方法解的動(dòng)力學(xué)演化行為的不同。結(jié)

3、果表明在不同耦合區(qū)域里非馬爾科夫方法的有效性，并在一些條件下，馬爾科夫方法可能不能準(zhǔn)確地描述開放量子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)，非馬爾科夫方法還可運(yùn)用到多比特與獨(dú)立的庫相互作用動(dòng)力學(xué)的研究。
　　3推導(dǎo)出兩體X結(jié)構(gòu)密度矩陣的量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)的計(jì)算表達(dá)式。在單一激發(fā)下，給出兩個(gè)非耦合的量子比特分別與獨(dú)立的庫相互作用構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的精確解，然后用非馬爾科夫主方程方法精確求解這個(gè)系統(tǒng)的耗散動(dòng)力學(xué)。在失諧洛倫茲光譜密度下，討論和比較不同耦合區(qū)域內(nèi)系

4、統(tǒng)的量子失協(xié)動(dòng)力學(xué)特征，結(jié)果表明：量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)表達(dá)式適用于任意兩體X型密度矩陣的物理系統(tǒng)，在失諧光譜密度下，證實(shí)兩類主方程分別適用于不同的耦合區(qū)域。這將為以后更加簡(jiǎn)便地計(jì)算兩體量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)，以及在不同耦合區(qū)域運(yùn)用哪一類主方程提供一定的理論依據(jù)。
　　4研究在兩個(gè)不同的非馬爾科夫庫下，與獨(dú)立的庫相互作用的兩個(gè)非耦合的二能級(jí)原子的動(dòng)力學(xué)，即失諧洛倫茲光譜密度和光子帶隙分布。對(duì)于第一種光譜密度，通過調(diào)節(jié)失諧量能使兩原子量子失