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《大连理工大学》 2006年
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非线性谐振子退相干的研究

韩丽萍  
【摘要】:在考虑环境因素的情况下,我们所关心的系统必须当作开放系统来处理,系统与环境之间的相互作用将不可避免的导致退相干的发生。退相干无论是在系统与环境有天然的还是人为造成的相互作用下都将发生,同时系统所处的量子态受环境态的影响而发生改变。因此,退相干问题的研究对量子信息技术无论从理论研究上还是具体实现上来说都是非常重要的。其中,它对量子计算机技术的实现更为关键。在量子计算机技术中,退相干过程起着双重作用。由于退相干作用会造成叠加态的塌缩,因此在量子计算过程中起着阻碍作用。然而,当计算完成,为了重新找回计算结果,并且表示成经典形式,又需要对量子计算机的量子态进行特定的测量。换句话说就是整个量子计算过程最后还需要特意的一个退相干过程才能够完成。因此,目前,对量子退相干问题的定性,定量认识以及减小量子退相干现象给量子技术带来的负面影响,已成为人门关注的焦点。 本文分为三章。第一章简要介绍了量子退相干的概念以及量子退相干问题在理论研究上的主要进展,并重点介绍了从线性熵求系统的退相干时间这一部分。第二章介绍了在求解量子主方程的方法上的一些研究进展,给出了几种非常方便,有效的求解主方程的方法,并重点介绍了求解量子非线性谐振子系统的主方程的最简便的方法——SU(1,1)Lie代数的超算符方法。第三章是我们的主要研究工作。本章以最简单的非线性系统——量子非线性谐振子系统为研究对象,研究了环境温度对系统的退相干以及量子经-典转换的影响。首先,通过把线性熵直接展开的方法,分析了环境温度对系统退相干受的影响,结果表明,不为零的环境温度对系统的相干性有很强的衰减作用。其次,系统的可观测量的期望值随时间的演化结果表明了环境温度对可观测量的期望值的幅度有一定的压制作用,但是,它并不足以改变系统的量子-经典转换条件。
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