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量子相干动力学研究

杜明明  
【摘要】:量子相干性源于量子态的叠加原理,它在量子光学,量子生物学,纳米热动力学,量子信息学等领域扮演着重要的角色。对量子相干性的研究,不仅能丰富量子力学理论,加深对量子现象的理解,还具有广泛的应用前景。然而,在现实生活中,量子系统是开放的,因它与周围的噪声环境会发生耦合交互作用而导致退相干,从而影响它作为量子资源的使用。因此,讨论量子相干的动力学行为、探索环境对量子系统的影响对推动量子相干的实际应用具有深远的意义。在过去三年里,本人的主要工作是量子相干动力学研究。在学习了前人提出的量子相干框架及其度量方法和总结了一些典型的退相干环境基础上取得了以下两方面的研究成果:1.Unruh效应对退相干环境中量子相干冻结行为的影响我们学习了量子相干性,开放量子系统,非惯性系等相关知识。在此基础上,我们探讨了在非惯性系中量子系统和环境之间的相互作用以及量子退相干。通过研究发现,Unruh效应不影响量子相干性在量子系统和环境之间的冻结条件,只是降低了量子系统的量子相干性。它为实现相对论框架下的量子信息提供了理论参考。2.局域噪声对实现量子相干非局域优势的影响我们学习了量子导引,量子非局域性,量子相干非局域优势的相关知识。在此基础上,我们进一步探索了环境对量子相干非局域优势的影响并获得以下结论(1)在某些非局域的纠缠纯态不能实现量子相干非局域的优势。(2)局域噪声对实现量子相干非局域优势的影响是非常严重的,甚至出现了“突然死亡”现象。另外,我们把局域噪声对量子导引,量子非局域性和实现量子相干非局域优势的影响做了对比。通过对比发现,相比于量子导引和量子非局域性,量子相干非局域优势的鲁棒性是很差的。这要求我们寻求某些措施去提高它的抗环境噪声能力。


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