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文檔簡介
1、本文主要研宄了與多量子比特系統(tǒng)的分析與控制相關(guān)的計(jì)算問題以及開系統(tǒng)的控制問題。對于與環(huán)境耦合的多量子比特開放量子系統(tǒng),進(jìn)行集體退相干時(shí),存在一些不會發(fā)生退相干的狀態(tài),這些狀態(tài)構(gòu)成了無退相干子空間(DFS),且它的一組基可以由單線態(tài)組成。單線態(tài)是自旋為零的量子狀態(tài),即自旋量子數(shù)為零的量子狀態(tài)。由此可知量子數(shù)對求解單線態(tài)起著重要作用,因而影響著DFS的計(jì)算。經(jīng)過對DFS的分析研宄,對于開放量子系統(tǒng),通過構(gòu)造Lyapunov函數(shù),我們求得一組
2、控制場,它們可以驅(qū)使開放系統(tǒng)進(jìn)入D F S中的目標(biāo)態(tài)。對于多自旋1/2量子系統(tǒng),要將其密度算子的Liouville-von N e u m a n n方程表不為坐標(biāo)微分方程,伴隨矩陣的計(jì)算是十分重要的,因此對三自旋1/2量子系統(tǒng)的幾個(gè)伴隨矩陣和反伴隨矩陣進(jìn)行了計(jì)算,并分析了這些矩陣的特性。本文的具體研宄結(jié)果如以下三部分:
第一部分:主要基于李代數(shù)的表示來研宄自旋角動量的量子數(shù)。首先,列出了李代數(shù)表示論的一些基本定義和結(jié)論。其次
3、,對李代數(shù)的表示中的定理作了復(fù)擴(kuò)展,通過選取合適的不可約表示,根據(jù)已知的定理得出自旋量子數(shù)的取值,同時(shí)將結(jié)論運(yùn)用到軌道角動量。最后,我們作了總結(jié),給出所得結(jié)果。
第二部分:對于進(jìn)行集體退相干的K量子比特量子系統(tǒng),本文提出了一個(gè)計(jì)算無退相干子空間的一般性方法;對于Lindblad半群公式下的開放量子系統(tǒng),本文給出了它在D F S上的Lyapunov控制。根據(jù)Young tableaux,給出了S U(n)的Clebsch-Gor
4、dan分解,并且舉了幾個(gè)相應(yīng)的例子。根據(jù)所得分解,可以得到D F S的維數(shù)。哈密頓公式和Lindblad半群公式下的DFS條件被分別列出。依據(jù)給出的條件,可以得到單線態(tài),這些單線態(tài)張成了單線態(tài)空間,也即是要求的無退相干子空間。進(jìn)行集體退相干的、與環(huán)境耦合的4態(tài)量子系統(tǒng)的無退相干子空間的計(jì)算被具體闡述。最后,對于開放量子系統(tǒng),通過構(gòu)造恰當(dāng)?shù)腖yapunov函數(shù),得到一組實(shí)控制場,使得開放系統(tǒng)進(jìn)入DFS中的目標(biāo)態(tài)。
第三部分:將關(guān)
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