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量子纠缠是量子计算和量子信息处理的重要物理资源。在通常状况下,量子系统不可避免地受到周围环境的影响,环境与量子系统的相互作用可以引起退相干,导致纠缠衰减与死亡.近年来,纠缠突然死亡与复活的问题引起了越来越多的关注.
本文运用量子纠缠理论,研究光场与原子相互作用系统中的纠缠突然死亡和复活,取得了一些有意义的结果:
第一章阐述了量子纠缠的基本理论。简述了量子纠缠态的提出和定义,EPR佯谬和Bell不等式,量子纠缠的度量以及几种主要的纠缠操纵方法,最后介绍了纠缠突然死亡和复活的研究现状。
第二章采用共生纠缠度(Concurrence)量度纠缠的方法,研究了与模场相互作用的两个运动原子的纠缠突然死亡和复活。结果显示:原子的运动导致纠缠突然死亡和复活的周期演化;模结构参数的增加,引起了纠缠突然死亡和复活的周期变短;两个运动原子之间的纠缠突然死亡的时间和纠缠突然复活的振幅依赖于两个运动原子的初态.
第三章利用负度(Negativity)量度纠缠的方法,研究了一个孤立原子与腔内的一个运动原子之间的纠缠动力学。具体考察了孤立原子与运动原子之间的纠缠、原子与腔之间的纠缠.结果显示:首先,原子初态的纠缠度并不影响原子与原子之间的纠缠突然死亡的时间(原子初始处于直积态除外);其次,没有相互作用的孤立原子与腔之间也存在周期性演化的纠缠动力学,其根源来自于运动原子与腔之间的纠缠转移。