20131.開放系統(tǒng)中的量子糾纏及量子算符的qp編序問題研究

1、索取號(hào)：O43密級(jí)：公開博士學(xué)位論文博士學(xué)位論文開放系統(tǒng)中的量子糾纏及量子算符的QP編序問題研究研究生：張運(yùn)海指導(dǎo)教師：夏云杰教授培養(yǎng)單位：物理工程學(xué)院一級(jí)學(xué)科：物理學(xué)二級(jí)學(xué)科：光學(xué)完成時(shí)間：2015年3月10日答辯時(shí)間：2015年6月10日研究生：張運(yùn)海指導(dǎo)教師：夏云杰教授培養(yǎng)單位：物理工程學(xué)院一級(jí)學(xué)科：物理學(xué)二級(jí)學(xué)科：光學(xué)完成時(shí)間：2015年3月10日答辯時(shí)間：2015年6月10日摘要I摘要量子糾纏是量子物理區(qū)別于經(jīng)典物理的重要特征

2、，它體現(xiàn)了量子世界的非局域性。隨著量子信息處理技術(shù)和量子通信技術(shù)的逐步發(fā)展和完善，糾纏作為一種核心資源已經(jīng)越來越引起人們的重視。許多利用經(jīng)典手段無法完成的任務(wù)，如量子隱形傳態(tài)、量子密集編碼、量子糾錯(cuò)和量子計(jì)算等，借助于量子糾纏都能夠?qū)崿F(xiàn)。但在執(zhí)行真實(shí)量子任務(wù)的過程中，任何儲(chǔ)存糾纏的實(shí)際物理載體都不可避免地與周邊的環(huán)境相互作用，這將導(dǎo)致局域退相干并最終摧毀整個(gè)體系的糾纏，甚至導(dǎo)致糾纏突然死亡（ESD）發(fā)生，這將極大地限制了糾纏的實(shí)際應(yīng)用。

3、因此研究糾纏在開放環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)行為，可以更好地開發(fā)、操控、保護(hù)和利用糾纏，在量子信息處理和量子通信過程中具有重要理論和現(xiàn)實(shí)意義。在量子物理中，通常用量子算符表示可觀測(cè)的物理量，而且這些算符之間大多是不對(duì)易的，如坐標(biāo)和動(dòng)量算符滿足對(duì)易關(guān)系??[]i(1)QP???。因此在經(jīng)典物理量函數(shù)量子化的過程中不可避免的涉及到算符編序問題。各種算符的排序方案如正規(guī)序、反正規(guī)序和Weyl編序等，已經(jīng)為解決很多具體的物理問題帶來方便。因此，有必要對(duì)算符

4、編序問題進(jìn)行深入研究，這即有助于解決實(shí)際的問題，又能幫助人們更深層次的理解量子世界的內(nèi)在規(guī)律。本文主要對(duì)開放系統(tǒng)中的量子糾纏動(dòng)力學(xué)及量子算符的QP編序問題進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括1.考慮六個(gè)二能級(jí)原子分別處于三個(gè)獨(dú)立熱庫中時(shí)三體糾纏的動(dòng)力學(xué)演化，分析了初始糾纏態(tài)、環(huán)境的非馬爾科夫性及原子與熱庫的相對(duì)耦合強(qiáng)度對(duì)三體糾纏及糾纏轉(zhuǎn)移的影響。2研究了三個(gè)處于糾纏態(tài)的二能級(jí)原子在經(jīng)歷一個(gè)共同熱庫或三個(gè)獨(dú)立熱庫時(shí)糾纏的動(dòng)力學(xué)行為。通過在經(jīng)歷環(huán)境前后分

5、別施加弱測(cè)量和量子反轉(zhuǎn)弱測(cè)量，部分克服了環(huán)境退相干的影響，改善了三原子糾纏，并分析了弱測(cè)量強(qiáng)度、初始糾纏態(tài)及環(huán)境性質(zhì)對(duì)三體糾纏的影響。3在考慮兩個(gè)格點(diǎn)之間存在DM（DzaloshinskiiMiya）相互作用的情況下，研究了非均勻磁場(chǎng)中兩比特Ising模型中的熱糾纏，分析了外磁場(chǎng)、DM相互作用強(qiáng)度及環(huán)境溫度對(duì)熱糾纏的影響，討論了熱糾纏與量子相變的微妙關(guān)系。4推導(dǎo)了Wigner算符Q編序和P編序的微分形式，利用微分形式研究了Wey對(duì)應(yīng)及其