耗散系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備、控制與非局域性.pdf

1、耗散系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備、控制與非局域性量子糾纏是量子計(jì)算與量子信息處理的重要物理資源，量子糾纏態(tài)的制備、保持與操縱是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算與量子信息處理的關(guān)鍵問(wèn)題。但是在通常情況下，實(shí)際的量子系統(tǒng)將不可避免地受到周圍環(huán)境的影響，破壞糾纏態(tài)的形成。近年來(lái)，耗散系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備、控制與非局域性是一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題。本文利用主方程方法研究一些典型的耗散系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備、控制與非局域性問(wèn)題，得到一系列有意義的結(jié)果。 第一章到第二章:闡述了耗散系

2、統(tǒng)中主方程方法、量子糾纏、量子控制和量子非局域性的基本理論。具體給出了主方程的導(dǎo)出、求解方法以及集合原子系統(tǒng)的主方程；給出了量子糾纏的分類、量度方法以及糾纏操縱的物理手段；闡述了量子控制的主要研究?jī)?nèi)容、量子控制的策略與算法選擇等；給出了量子非局域性的含義、判據(jù)和度量方法。 第三章:研究自發(fā)輻射耗散過(guò)程中由激光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)二能級(jí)原子的糾纏。結(jié)果顯示，糾纏呈現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的振蕩行為，峰值上的糾纏度較高。并且，峰值和振蕩的周期與激光場(chǎng)的拉比

3、頻率有關(guān)。 第四章:利用糾纏張量方法研究三個(gè)二能級(jí)原子系統(tǒng)中由自發(fā)輻射誘導(dǎo)的三體糾纏．結(jié)果顯示，糾纏量的改變強(qiáng)烈地依賴于系統(tǒng)初態(tài)和原子的種類。三體糾纏是兩體糾纏相干迭加的結(jié)果．兩體糾纏越大，三體糾纏越大。另一方面，如果三個(gè)兩體糾纏量之間有很小的差別，則三體糾纏很大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)原子的頻率差，非全同原子的兩體糾纏最大值大于全同原子的兩體糾纏最大值。 第五章:研究自發(fā)輻射耗散過(guò)程中由激光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的空間分離的兩二能級(jí)原子的

4、穩(wěn)態(tài)糾纏。結(jié)果顯示，糾纏強(qiáng)烈地依賴于激光頻率與原子躍遷頻率之間的失諧、原子的距離和激光場(chǎng)的拉比頻率．當(dāng)原子距離較小、激光場(chǎng)的拉比頻率較大時(shí)，在△=-α(即偶極-偶極相互作用與失諧相互抵消)附近可得到較大的穩(wěn)態(tài)糾纏。 第六章:研究與熱庫(kù)耦合的空間分離的兩原子的糾纏．具體考察系統(tǒng)初態(tài)、原子的頻率差和熱場(chǎng)平均光子數(shù)等參量對(duì)糾纏性質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，非全同原子的糾纏最大值大于全同原子的糾纏最大值。隨著熱噪音的增加，原子的糾纏度逐漸降低．

5、有趣的是，即使每一原子最初制備在最大的混合態(tài)也很容易產(chǎn)生糾纏。 第七章:研究與普通熱環(huán)境相互作用的兩比特的糾纏和糾纏態(tài)的非局域性。結(jié)果顯示，兩比特的糾纏和非局域性強(qiáng)烈地依賴于系統(tǒng)的初態(tài)．當(dāng)兩比特初始處于非相干態(tài)，兩比特的集合衰減能夠?qū)е路€(wěn)態(tài)糾纏。當(dāng)兩比特初始處于相干態(tài)，普通的熱庫(kù)能夠增大兩比特的糾纏。值得一提的是，在各種物理系統(tǒng)比如囚禁離子、量子點(diǎn)和Josephson結(jié)，通過(guò)改變相對(duì)相位和極化振幅可以操縱和控制兩比特的糾纏和非局