基矢無關(guān)量子相干性度量與PT-對(duì)稱系統(tǒng)量子相干性研究.pdf

1、近年來，量子系統(tǒng)的量子相干性與非厄米系統(tǒng)中的量子性質(zhì)研究，受到人們廣泛的關(guān)注。量子相干性來源于量子態(tài)的迭加，反映了量子態(tài)展示量子相干效應(yīng)的能力，是量子信息資源中最基本、最核心的量子信息資源，在量子信息學(xué)、量子計(jì)量學(xué)、納米熱力學(xué)與量子生物學(xué)等眾多新興學(xué)科領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在量子相干性的研究中，最關(guān)鍵、最重要的問題是量子相干性的量度。盡管目前人們?cè)诹孔酉喔尚粤慷妊芯恐腥〉昧酥匾M(jìn)展，提出了許多量子相干性的量度，但幾乎所有的量子相干性量度

2、都是基矢相關(guān)的。這與物理系統(tǒng)的物理性質(zhì)不應(yīng)隨著坐標(biāo)或基矢的改變而發(fā)生改變的物理實(shí)際不相符合;另一方面，非厄米PT-對(duì)稱量子系統(tǒng)的提出為研究具有耗散的開放量子系統(tǒng)提供了有力的工具，也極大地拓展了量子力學(xué)的研究?jī)?nèi)容。盡管目前人們對(duì)非厄米系統(tǒng)的量子特性進(jìn)行了廣泛的研究，但PT-對(duì)稱系統(tǒng)的量子相干性的研究還很少涉及。本文運(yùn)用量子相干性理論與非厄米系統(tǒng)的量子理論，研究基矢無關(guān)的量子相干性量度與PT-對(duì)稱系統(tǒng)的量子相干性，取得了一些有創(chuàng)新意義的結(jié)果

3、。主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　第一章，主要介紹了相干性的基本理論。從一般的電磁場(chǎng)相干性出發(fā)，討論了歷史上對(duì)經(jīng)典電磁場(chǎng)和量子場(chǎng)相干函數(shù)的定義。接著對(duì)時(shí)下處于量子信息前沿的資源理論框架下量子相干性的研究進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。
　　第二章，主要介紹了量子系統(tǒng)的基本理論。分別討論了封閉量子系統(tǒng)和開放量子系統(tǒng)的定義。并且從非厄米量子力學(xué)的角度給出了一種量子開放系統(tǒng)的有效描述，然后詳細(xì)給出了求解開放量子系統(tǒng)的主方程方法。最后介紹了

4、PT-對(duì)稱量子系統(tǒng)的一些性質(zhì)。
　　第三章，討論了依賴于基矢的量子相干性量度的缺陷。接著，通過重新定義最大經(jīng)典混合態(tài)為完全相干態(tài)，使得在有限維數(shù)的Hilbert空間得到了唯一精確的零相干態(tài)。最后，通過利用相對(duì)熵的性質(zhì)提出了能反映量子態(tài)自身固有量子相干性的量子相干性量度——基矢無關(guān)的固有相干性量度。這種新的量度方式滿足所有資源框架下量化量子相干性的條件。并且揭示了量子相干性是量子態(tài)有序程度這一物理本質(zhì)，同時(shí)極大的簡(jiǎn)化了量子相干性的計(jì)

5、算復(fù)雜性。
　　第四章，研究了量子開放系統(tǒng)中PT-對(duì)稱量子效應(yīng)對(duì)量子相干性的影響。主要結(jié)論是:即使PT-對(duì)稱二能級(jí)系統(tǒng)的初態(tài)為完全非相干態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的量子相干性也能隨著時(shí)間演化而產(chǎn)生。雖然二能級(jí)系統(tǒng)與耗散環(huán)境相互作用，但是量子相干性能得到很好的保護(hù)，并且能長(zhǎng)時(shí)間得到保持，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)隨著外加非厄米場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度Ω的增大，二能級(jí)系統(tǒng)最終能獲得更強(qiáng)的量子相干性。所以PT-對(duì)稱二能級(jí)系統(tǒng)能作為保存量子相干性的優(yōu)秀候選系統(tǒng)。
　　第五章對(duì)