電磁輻射場中量子位的消相干特性研究.pdf

1、本文通過研究幾種模型中量子位的消相干特性,探求通過外加驅(qū)動場的方法消除由環(huán)境引起的消相干,為實現(xiàn)量子信息的存儲和處理提供一定的理論指導(dǎo).測不準(zhǔn)關(guān)系是引起量子消相干的原因之一,但測量儀器與量子系統(tǒng)的糾纏才是引起量子信息系統(tǒng)喪失其量子相干性的最根本原因.本文利用消相干的形式理論,建立量子位同時存在躍遷和衰變的模型,利用Kraus算符計算出量子位密度矩陣.量子位密度矩陣非對角元的衰減表明,量子位與環(huán)境的相互作用導(dǎo)致量子位相干性減弱,量子位由相

2、干疊加態(tài)坍縮到單一純態(tài).本文重點利用微擾理論和對熱庫求跡的方法計算非諧相互作用模型、強度耦合模型和計及Stark位移效應(yīng)的簡并雙光子J-C模型中量子位的約化密度矩陣非對角元,根據(jù)非對角元的衰減分析各模型中量子位的消相干特性,并探求通過外加驅(qū)動場消除量子位的消相干,從而使得上述模型中的量子位應(yīng)用于量子信息系統(tǒng)成為可能.在非諧相互作用模型中,由于相互作用過程不引起量子位兩個獨立態(tài)之間的躍遷,因此消相干特性與量子位的躍遷頻率無關(guān),量子位的消相

3、干由熱庫諧振子頻率和平均光子數(shù)共同決定.對于強度耦合模型和計及Stark位移效應(yīng)的簡并雙光子J-C模型,由于相互作用直接引起量子位獨立態(tài)之間的躍遷,因此消相干特性還與量子位的躍遷頻率有關(guān).強度耦合模型中量子位的消相干特性表現(xiàn)出對耦合強度的依賴性.在計及Stark位移效應(yīng)的簡并雙光子J-C模型中,Stark位移對量子位的消相干有很大的影響.本文在研究量子位消相干特性的同時,得到用于消除消相干的外加驅(qū)動場的特性方程.研究表明,無論是量子位的