相对论量子信息中量子资源的保护及利用和量子估测在引力理论中的应用

发布时间：2021-07-06 16:38

　　相对论量子信息是量子信息理论、量子场论、相对论、量子光学等诸多学科交叉的前沿研究领域,它极大地丰富和完善了量子信息理论,也能帮助人们深入地理解和研究相对论和其它引力理论。一方面,我们可以在相对论框架下探讨对量子资源进行信息编码、传输和处理等量子信息处理任务;另一方面,我们还可以利用量子信息测量手段进行高精度测量,从而探测时空的性质、相对论效应以及相关的物理量,为实验验证开辟新的道路。毫无疑问,弄清相对论框架下的量子信息问题,不仅有助于我们在现实生活中开展和实施量子信息处理任务,而且能推进和指导非惯性系和弯曲时空中量子信息实验的有效进行。本文中,我们研究非惯性系和弯曲时空中多体系统的量子相干性和原子的辐射性质对纠缠的影响,以及量子引力理论中的量子估测等问题,主要工作如下:首先,我们采用开放量子系统的方法,在无边界和有边界的两种情况下探讨了量子涨落电磁场如何影响多体系统的量子相干性以及探讨在何种条件下能保护量子相干性不受环境影响等问题。我们发现:（i）在原子与真空涨落电磁场多极耦合的情况下,对于单比特和双比特的量子系统,当没有边界时,由于真空涨落的影响,量子相干性会一直衰减。然而,当存在一... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
0.1 中文摘要
0.2 英文摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 开放量子系统理论简介
    1.3 量子相干性及其冻结判据
        1.3.1 量子相干性的概念
        1.3.2 量子相干性冻结判据
    1.4 原子的辐射性质简介
        1.4.1 原子的自发辐射
        1.4.2 DDC方法
    1.5 量子估测理论
    1.6 量子场论
        1.6.1 真空和粒子
        1.6.2 渐近Minkowski流形上粒子的产生
第二章 量子系统中量子相干性的保护
    2.1 在电磁真空涨落环境中量子相干性的保护
        2.1.1 与真空涨落耦合的量子系统的动力学演化
        2.1.2 真空涨落对单比特两能级原子的量子相干性的影响
        2.1.3 真空涨落对双比特两能级原子的量子相干性的影响
    2.2 抑制热库中两能级原子的量子退相干
        2.2.1 无边界情况时热涨落对两能级原子的退相干的影响
        2.2.2 热涨落中增加一个反射平面边界来抑制两能级原子的退相干
        2.2.3 热涨落中增加两个反射平面边界来抑制两能级原子的退相干
    2.3 本章小结
第三章 de Sitter时空中原子的辐射性质对纠缠的影响
    3.1 de Sitter时空中纠缠原子的辐射性质
    3.2 de Sitter时空中两个静止原子的辐射性质对量子纠缠产生和去纠缠的影响
    3.3 本章小结
第四章 引力理论中的量子估测
    4.1 相对论运动提高κ形变时空中量子估测
        4.1.1 κ形变Klein-Gordon理论
        4.1.2 κ形变时空中两能级探测器的动力学演化过程
        4.1.3 匀速运动探测器对估测κ形变参数的影响
        4.1.4 匀速圆周运动探测器对估测κ形变参数的影响
    4.2 存在LIV的膨胀宇宙中参数的最佳估测
        4.2.1 存在LIV的膨胀宇宙模型
        4.2.2 LIV参数的最佳估测
        4.2.3 膨胀宇宙参数的最佳估测
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间完成的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于低Q腔光子Faraday旋转的远程态制备[J]. 杨志刚,吴婷婷,刘金明.  物理学报. 2016(02)



本文编号：3268592