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、保持與操縱是實現(xiàn)量子計算與量子信息處理的關(guān)鍵問題。但是在通常情況下，實際的量子系統(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，耗散系統(tǒng)中糾纏態(tài)的制備、控制與非局域性是一個前沿?zé)狳c問題。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內(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)輻射耗散過程中由激光場驅(qū)動的兩個二能級原子的糾纏。結(jié)果顯示，糾纏呈現(xiàn)長時間的振蕩行為，峰值上的糾纏度較高。并且，峰值和振蕩的周期與激光場的拉比

3、頻率有關(guān)。 第四章:利用糾纏張量方法研究三個二能級原子系統(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，如果三個兩體糾纏量之間有很小的差別，則三體糾纏很大。同時發(fā)現(xiàn)，通過調(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)輻射耗散過程中由激光場驅(qū)動的空間分離的兩二能級原子的

4、穩(wěn)態(tài)糾纏。結(jié)果顯示，糾纏強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的拉比頻率．當(dāng)原子距離較小、激光場的拉比頻率較大時，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平均光子數(shù)等參量對糾纏性質(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、量子點和Josephson結(jié)，通過改變相對相位和極化振幅可以操縱和控制兩比特的糾纏和非局