偶极相互作用下双原子系统的内禀消相干特性

摘要

在量子信息处理过程中,由于消相干导致了量子信息的丢失,克服它成了我们的主要障碍.怎样保持量子系统的相干性,减少或消除量子消相干已成为研究的热点.自从Milburn提出一个简单的内禀消相干模型后,给出了对标准量子力学的简单修正,很好地解释了宏观物体相干性消失的现象,是对量子力学运用于宏观尺度上的有益探索,研究系统中的内禀消相干对深入认识量子相干性的特性有较大的物理意义.
　　本文利用Milburn方程和相关的形成纠缠度(concurrence)理论计算了双原子系统的纠缠度,并通过绘制纠缠度演化图像,讨论了纠缠度随时间的振荡情况,研究了偶极-偶极相互作用存在下的双原子系统的内禀消相干特性.首先,我们研究了在一个双原子系统中原子间存在偶极-偶极相互作用的情况.通过对系统纠缠度所呈现出的现象进行分析和讨论,结果表明:偶极-偶极相互作用确实影响系统的纠缠度.在Ω<1的区域中,纠缠度存在最大值.此时,相应的Ω的取值为最佳取值,因为它可以更好地抑制内禀消相干.对于不同的消相干参数γ,我们可以相应地找到Ω的最佳值.所以,通过适当的选择偶极-偶极相互作用的耦合常数Ω可以提高系统的纠缠度,从而可以更好地抑制内禀消相干的作用.同时我们还发现一个特殊的现象.无论γ多大,在Ω=1时,系统的纠缠度上升缓慢且纠缠度值无法突破0.71.然后,我们进一步研究了在Kerr介质环境中,偶极-偶极相互作用存在前提下的双原子系统的情况.通过对纠缠度现象的分析和讨论,结果表明:通过适当选取Kerr介质的非线性耦合常数χ可以更好地提高系统的纠缠度,从而有效地抑制内禀消相干的作用.在偶极-偶极相互作用存在的前提下，Kerr介质成周期性影响系统的纠缠度.并且,从稳态公式进一步看出,在削减纠缠度的稳态值方面,Ω和χ的影响是对称的,即Ω=χ.此时双原子系统的纠缠度不仅可以克服稳态值减小的弊端还以得到提高.并且发现当Ω=χ=0.7时,系统的纠缠度出现较大周期的振荡.这个大周期的振荡延长了相干时间,有效地抑制了内禀消相干的作用.随着Ω和χ取值的不同,设χ/Ω=Λ,我们发现倍数Λ成周期性影响系统的纠缠度.同时还发现在增大纠缠度方面,对于Ω的不同取值，Kerr介质的非线性耦合常数χ与偶极-偶极相互作用的耦合常数Ω所成的倍数Λ的取值也不同。

目录

第一章 引 言

第二章 Milburn方程及量化理论的简单阐述

第三章 偶极相互作用下双原子系统的内禀消相干

3.1 双原子系统在Milburn方程下的纠缠演化

3.2 带有偶极相互作用的双原子系统的内禀消相干

第四章 Kerr介质中有偶极相互作用的双原子系统的内禀消相干

4.1 Kerr介质中双原子系统的内禀消相干

4.2 偶极相互作用存在前提下Kerr介质对系统纠缠度

第五章 结 论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文目录