开放系统中纠缠突变和量子关联的研究

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自20世纪70年代量子信息论诞生以来,人们就从来没有停止过探索的步伐,人们把很多工作都致力于对量子系统中关联的定义以及其动力学的研究上。起初,人们把注意力都集中在量子纠缠上,并且通过研究已经得到了一定的了解。然而,研究发现纠缠只是一种类型的量子关联,而区别于纠缠的其它非经典关联在量子光学和量子信息中也会起到非常重要的作用。因此,研究各种环境模型下关联的动力学性质,不仅对理解量子信息的基本概念具有重要的理论意义,而且对于实际量子信息过程与量子计算具有潜在的应用价值。然而,实际系统由于不可避免地与环境存在相互作用,因此系统必然是开放的,存在耗散,此时系统的演化不再遵守薛定谔方程,而是“主方程”,并且它的演化过程一般也不再是幺正和可逆的。   为了理解所有的非经典关联,Ollivier和Zurek将它定义为Quantumdiscord,在对系统进行量子关联的测量时Quantumdiscord比量子纠缠更加具有一般性,而且它对系统的描述也更形象。更有意义的是,人们己从理论和实验上找到一些量子态可以对某些量子计算模型起到加速的作用。本文中主要介绍了原子与腔场或环境的相互作用对量子系统动力学行为的影响。我们主要利用两个量子比特原子与玻色环境耦合的模型,并利用主方程来分析量子系统的特性,同时对单J-C模型主方程的具体形式进行说明;接着我们利用相关模型的Hamilton量对开放系统进行研究,从几个不同的初态着手,在一定初始条件下求出密度算符,然后分别分析量子discord和经典关联的动力学行为,与此同时,再由Concurrence得出系统的纠缠度,然后对纠缠度、discord和关联进行对比;最后我们对原子穿过腔的关联动力学进行了详细的介绍。
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