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两体量子系统中的量子纠缠和量子失协动力学研究

作　者: 韩美
导　师: 夏云杰
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 量子纠缠量子失协偶偶相互作用经典场驱动耗散腔纠缠动力学
分类号: O431.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 201次
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内容摘要

量子力学弥补了经典物理学的不足,同时给我们展现出了很多非经典的效应,在诸多奇妙特性中,量子纠缠是量子力学区别于经典力学最奇特最不可思议的特征。量子纠缠以其独特的物理性质使量子信息突破了经典信息的极限,因此量子纠缠成为了量子信息处理和量子通信的关键资源。随着研究的深入,人们发现量子纠缠不能包含所有的量子关联,并且这些非纠缠的相关给量子计算机和量子信息处理带来了更大的优势。为此,引入了量子失协(quantum discord)来描述相互作用量子系统之间量子相关的全部信息。在量子信息处理过程中,由于包含量子信息的系统不可避免的与外界不可控的环境发生相互作用从而导致量子退相干,这是量子信息和量子计算等领域的一个重要困难,研究量子系统在各种环境模型下的动力学演化特性,能帮助我们从动态上把握量子参数随时间的演化规律,对于实现量子通信和量子计算机等具有潜在的应用价值。本论文主要围绕两体系统对量子纠缠动力学和量子失协的动力学进行了研究,主要包括以下两方面的内容：1、研究了受经典场驱动的两个二能级原子与单模腔场相互作用系统中两原子的纠缠动力学行为。该工作主要是对原子间的偶偶相互作用和经典场驱动同时存在的Tavis-Cummings模型进行了研究,采用数值计算的方法,详细的分析了经典场的驱动强度、原子间的偶偶相互作用强度和原子与腔场之间的失谐量对原子纠缠特性的影响。同时讨论了原子与腔场共振和非共振两种情况下,原子间偶偶相互作用和经典场驱动强度的最优参数区域。结果表明：适当调节经典场的驱动强度,原子间的偶偶相互作用强度和原子与腔场之间的失谐量,可以使原子的纠缠突然死亡现象得到抑制。2、研究了具有偶偶相互作用的两个二能级原子与单模耗散腔发生共振相互作用系统中两原子量子失协的动力学演化。该工作主要分析了在原子与腔场的耦合强度相同和不同两种情况下,原子间的偶偶相互作用对初始处于Bell类态的两原子量子失协动力学演化特性的影响。结果表明：原子间的偶偶相互作用可以使两原子的量子失协的稳健性增强。在原子与腔场耦合强度不同的情况下,当两原子间的偶偶相互作用强度足够大时,可以整体提升两原子的量子失协。此外,我们还研究了原子间的偶偶相互作用对两原子互信息和经典相关随时间演化的影响。

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