非馬爾科夫近似下原子與光場相互作用動力學研究.pdf

1、原子與電磁場相互作用是近年來理論研究的熱門課題，特別是原子動力學研究，例如原子的坍塌和恢復現(xiàn)象以及原子之間的關(guān)聯(lián)現(xiàn)象，它是量子信息處理中的重要資源。本論文的研究內(nèi)容和結(jié)論包括：
　　1利用一種新方法精確求解Jaynes-Cummings模型的動力學演化行為，理論分析Jaynes-Cummings模型的坍塌和恢復現(xiàn)象。結(jié)果與以前的研究如算符方法求解結(jié)果相一致。此外包含非旋波項的Jaynes-Cummings哈密頓量使用相同的方法也能

2、精確求解，因此求解結(jié)果更符合實驗結(jié)論，揭示非旋波項的物理本質(zhì)。最后討論原子坍塌和恢復現(xiàn)象與平均光子數(shù)，光場相位角，共振頻率以及耦合系數(shù)大小的關(guān)系，這將為實驗研究提供一定的理論指導并且可能運用到腔量子電動力學里求解。
　　2通過Nakajima-Zwanzig和Time-convolutionless投影算符技術(shù)，我們推導一個比特與一般的庫相互作用的非馬爾科夫主方程。比較比特的非馬爾科夫方法和馬爾科夫方法解的動力學演化行為的不同。結(jié)

3、果表明在不同耦合區(qū)域里非馬爾科夫方法的有效性，并在一些條件下，馬爾科夫方法可能不能準確地描述開放量子系統(tǒng)的動力學，非馬爾科夫方法還可運用到多比特與獨立的庫相互作用動力學的研究。
　　3推導出兩體X結(jié)構(gòu)密度矩陣的量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)的計算表達式。在單一激發(fā)下，給出兩個非耦合的量子比特分別與獨立的庫相互作用構(gòu)成的系統(tǒng)動力學的精確解，然后用非馬爾科夫主方程方法精確求解這個系統(tǒng)的耗散動力學。在失諧洛倫茲光譜密度下，討論和比較不同耦合區(qū)域內(nèi)系

4、統(tǒng)的量子失協(xié)動力學特征，結(jié)果表明：量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)表達式適用于任意兩體X型密度矩陣的物理系統(tǒng)，在失諧光譜密度下，證實兩類主方程分別適用于不同的耦合區(qū)域。這將為以后更加簡便地計算兩體量子失協(xié)和經(jīng)典關(guān)聯(lián)，以及在不同耦合區(qū)域運用哪一類主方程提供一定的理論依據(jù)。
　　4研究在兩個不同的非馬爾科夫庫下，與獨立的庫相互作用的兩個非耦合的二能級原子的動力學，即失諧洛倫茲光譜密度和光子帶隙分布。對于第一種光譜密度，通過調(diào)節(jié)失諧量能使兩原子量子失