耗散腔中qubit系统的量子速度极限、相干性和布居囚禁

发布时间：2020-04-29 23:20

【摘要】：本文主要研究了耗散腔中量子比特系统的量子速度极限、量子相干性和布居囚禁,发现通过量子调控技术可以实现量子比特系统的量子速度极限、量子相干性和布居囚禁的可控操作。主要内容如下:1、简述了开放系统量子速度极限、量子相干性和布居囚禁的研究背景,意义和基本理论。2、研究了耗散腔中单量子比特系统的量子速度极限,利用算符范数的理论研究了量子速度极限,结果表明:量子速度极限时间依赖于原子初态和耦合常数。原子-腔耦合强度越强,量子加速效果越好;而腔-环境耦合常数对量子加速影响并不显著。3、研究了耗散腔膜中单量子比特系统的量子相干性和非马尔科夫度,结果表明:通过调节系统初态、原子-腔耦合强度、腔-环境耦合强度及弱测量强度等量子调控手段实现量子相干性的保持,原子-腔耦合或非马尔可夫效应越强,量子相干性的保持效果越好,并利用环境的非马尔可夫性对量子比特的量子相干动力学行为做出合理的解释。4、研究了耗散腔膜中双量子比特系统的激发态布居囚禁,结果表明:对于不同的初态,可以利用原子-腔耦合和非马尔可夫效应实现激发态原子布居的再生和囚禁,原子-腔耦合或非马尔可夫效应越强,再生的激发原子数目越多,激发原子的囚禁效果越好。5、对全文进行了总结和展望。
【图文】：

速度极限,量子,腔耦合,图像

根据之前关于量子速度极限的研宄，发现非马尔科夫效应会对量子逡逑速度极限时间有很明显的影响，所以在这里也研究非马尔科夫效应对本逡逑系统的量子速度极限的影响。图２．２表示在马尔科夫情况下和非马尔科夫逡逑情况下，量子速度极限时间随着原子－腔耦合强度ｆ）的变化图像。由逡逑图可以发现在马尔科夫情况和非马尔科夫情况下，图像的变化趋势是一逡逑样，在原子－腔耦合强度很小时，无论在哪种情况下量子演化都不会加逡逑速。原子－腔耦合强度增加，量子演化加速，在耦合强度较小时，在非马逡逑尔科夫情况下依然可以达到最大加速，即量子速度时间极限可以达到0，逡逑但是在马尔科夫情况下并不能达到最大加速。由图２．２可以发现，在本系逡逑统中，，对于原子而言单模腔是原子的内环境，玻色环境是原子外环境，逡逑量子演化速度同时被内环境和外环境影响

参数选取,初态,量子,速度极限

ｔ逡逑图２．３演化态到最终定态的迹距离关于ｔ的函数，参数选取Ａ邋＝邋Ａａ，吨＝ＡＱ，ｆ２邋＝邋Ａ0。逡逑图２．３表示从演化态到最终态的迹距离关于ｆ的函数图像，选取Ａ邋＝逡逑Ａ。，ＷＱ邋：＝邋Ａ。，Ｄ邋＝邋Ａ0。由图２．３可以看出随着时间的增加演化态到最终逡逑态之间的迹距离在经过短暂振荡之后，将趋近于０，这就意味着量子系逡逑统己从初态演化到最终态。而且图２．３可以看出，演化到最终态是在有限逡逑时间内达到的，即初态和末态之间的ＱＳＬ时间是有限的。逡逑４０邋￣ｉ邋Ｉ邋■邋■■邋Ｉ邋Ｖ邋？邋■邋１邋Ｉ邋１邋■邋■邋Ｉ邋■邋？邋１邋Ｉ邋？邋■邋＊邋Ｉ邋ｙ邋■邋？邋Ｉ邋．邋■邋１邋Ｉ邋１邋１邋￣逡逑／逦：逡逑３０邋－逦－逡逑Ｉ邋２０：逡逑１０逦－逡逑ＶＪ邋ｎｉ邋■逦．逦．邋ｉ邋，逦■逦■邋ｉ邋■邋ｉ邋■邋ｉ邋，逦．逦■邋ｉ邋■邋Ｉ邋，邋Ｉ邋■逦■邋Ｉ邋ｉ邋．逦■逦■逦＇逦１逦■￣逡逑０逦２０逦４０逦６０逦８０逦１００逦１２０逦１４０逡逑ｔ逡逑图２．４量子速度极限时间７＂（５弘随纟的变化图像。其中入＝＞0
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413

【参考文献】