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：O43密級：公開博士學位論文博士學位論文開放系統(tǒng)中的量子糾纏及量子算符的QP編序問題研究研究生：張運海指導教師：夏云杰教授培養(yǎng)單位：物理工程學院一級學科：物理學二級學科：光學完成時間：2015年3月10日答辯時間：2015年6月10日研究生：張運海指導教師：夏云杰教授培養(yǎng)單位：物理工程學院一級學科：物理學二級學科：光學完成時間：2015年3月10日答辯時間：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，如量子隱形傳態(tài)、量子密集編碼、量子糾錯和量子計算等，借助于量子糾纏都能夠?qū)崿F(xiàn)。但在執(zhí)行真實量子任務的過程中，任何儲存糾纏的實際物理載體都不可避免地與周邊的環(huán)境相互作用，這將導致局域退相干并最終摧毀整個體系的糾纏，甚至導致糾纏突然死亡（ESD）發(fā)生，這將極大地限制了糾纏的實際應用。

3、因此研究糾纏在開放環(huán)境中的動力學行為，可以更好地開發(fā)、操控、保護和利用糾纏，在量子信息處理和量子通信過程中具有重要理論和現(xiàn)實意義。在量子物理中，通常用量子算符表示可觀測的物理量，而且這些算符之間大多是不對易的，如坐標和動量算符滿足對易關(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，有必要對算符

4、編序問題進行深入研究，這即有助于解決實際的問題，又能幫助人們更深層次的理解量子世界的內(nèi)在規(guī)律。本文主要對開放系統(tǒng)中的量子糾纏動力學及量子算符的QP編序問題進行研究，主要內(nèi)容包括1.考慮六個二能級原子分別處于三個獨立熱庫中時三體糾纏的動力學演化，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耦合強度對三體糾纏及糾纏轉(zhuǎn)移的影響。2研究了三個處于糾纏態(tài)的二能級原子在經(jīng)歷一個共同熱庫或三個獨立熱庫時糾纏的動力學行為。通過在經(jīng)歷環(huán)境前后分

5、別施加弱測量和量子反轉(zhuǎn)弱測量，部分克服了環(huán)境退相干的影響，改善了三原子糾纏，并分析了弱測量強度、初始糾纏態(tài)及環(huán)境性質(zhì)對三體糾纏的影響。3在考慮兩個格點之間存在DM（DzaloshinskiiMiya）相互作用的情況下，研究了非均勻磁場中兩比特Ising模型中的熱糾纏，分析了外磁場、DM相互作用強度及環(huán)境溫度對熱糾纏的影響，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對應及其