基于量子反饋的消相干與消糾纏抑制研究.pdf

1、眾所周知，量子信息是基于量子物理原理的信息處理方式。由于量子系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用，量子系統(tǒng)的相干性及糾纏會不可避免的受到退相干作用的破壞，從而成為實現(xiàn)量子信息處理的最大障礙。然而，實際的量子信息處理效率都是依賴于量子系統(tǒng)的相干性和糾纏，那么保持量子系統(tǒng)的相干性和糾纏就顯得非常重要。針對以上問題，在簡單分析量子反饋控制和量子消相干抑制兩者間關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究開放量子系統(tǒng)中主方程模型所描述的消相干因素的物理機理和表達方式，并設(shè)計相應(yīng)的反

2、饋控制方案實現(xiàn)其相干和糾纏的保持。
　　本論文利用量子躍遷反饋和數(shù)值計算方法研究了開放量子系統(tǒng)的退相干效應(yīng)的抑制和相應(yīng)的糾纏控制問題，論文主要成果包括:
　　(1)利用量子反饋控制研究兩量子比特的二能級馬爾科夫系統(tǒng)的退相干抑制問題?；诹孔榆S遷反饋技術(shù)和數(shù)值模擬的方法，詳細討論了量子躍遷反饋方案對處于混合糾纏態(tài)的兩耦合量子比特系統(tǒng)（第一個比特沒有衰減，第二個比特有衰減，且二者之間的耦合也會導(dǎo)致第一個比特的消相干）的相干性和糾

3、纏動力學(xué)的影響;結(jié)果表明對第二個量子比特實施的躍遷反饋能夠有效保護第一個比特的相干性和兩比特之間的糾纏。
　　(2)考慮在耗散情形下設(shè)計一個反饋方案來控制和穩(wěn)定三粒子糾纏，且系統(tǒng)初態(tài)選取GHZ態(tài)和W態(tài)。將三個全同的二能級原子放入一個高阻尼單模腔中，三個原子之間無相互作用。三原子中的兩原子糾纏和三原子的糾纏分別用Concurrence和Negativity度量。利用量子反饋來穩(wěn)定和保護兩粒子及三粒子糾纏，并且延遲糾纏突然死亡(ESD

4、)的時間。采用不同的反饋方案，研究不同初始態(tài)系統(tǒng)的相干性和糾纏動力學(xué)。GHZ態(tài)與W態(tài)中的兩體糾纏最大的不同就是當(dāng)不加反饋時兩粒子糾纏動力學(xué)有所不同。當(dāng)初始態(tài)為W態(tài)時，兩粒子糾纏最終衰減為零且不會恢復(fù);然而初始態(tài)為GHZ態(tài)時，兩粒子的糾纏會從零復(fù)蘇，在一段時間后再衰減為零，且不會再復(fù)活?；诹孔榆S遷的反饋方案對初始處于糾纏態(tài)（GHZ態(tài)和W態(tài)）的三個原子的三體糾纏動力學(xué)的控制結(jié)果表明反饋不論作用到一個原子或兩個原子或三個原子上都可以從糾纏死