【摘要】：起源于量子態(tài)的疊加原理的量子相干性和量子糾纏一樣,被認(rèn)為是量子信息理論中的一種很有用的資源�，F(xiàn)在,量子相干性已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在很多領(lǐng)域,比如,量子生物學(xué)、量子信息學(xué)、量子熱力學(xué)等。對(duì)于量子相干性的研究不僅可以拓展量子力學(xué)理論、深化對(duì)量子物理的本質(zhì)的認(rèn)識(shí),而且還能促進(jìn)量子資源在量子信息處理中的應(yīng)用。量子導(dǎo)引是另外一種重要的資源,它是被Schrodinger在1935年提出來(lái)的用來(lái)分析EPR悖論。最近,關(guān)于量子相干性和量子導(dǎo)引這兩大資源理論的關(guān)系受到越來(lái)越多的關(guān)注。基于這兩種資源的關(guān)系的研究,一些學(xué)者提出了新的概念,比如,導(dǎo)引態(tài)的量子相干性的概念和量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)的定義。大家都知道,量子力學(xué)和相對(duì)論理論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩個(gè)基礎(chǔ)組成部分�，F(xiàn)實(shí)的世界是一個(gè)嚴(yán)格的非慣性系,它總是會(huì)存在旋轉(zhuǎn)和加速度,因此,我們需要考慮到相對(duì)論效應(yīng)的影響。研究相對(duì)論框架下量子資源理論對(duì)量子力學(xué)、相對(duì)論,量子信息理論的發(fā)展有非常積極的推動(dòng)作用。另一方面,因?yàn)榱孔酉到y(tǒng)實(shí)際上是開(kāi)放的,在現(xiàn)實(shí)的量子任務(wù)中,量子系統(tǒng)和周?chē)h(huán)境之間必然會(huì)有相互作用,因而退相干效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生。因此,在開(kāi)放量子系統(tǒng)中(噪聲通道)克服系統(tǒng)消相干,抑制噪聲環(huán)境對(duì)量子相干性的影響就變得尤為重要。這將對(duì)推動(dòng)量子相干性的應(yīng)用具有重大的意義。本文主要針對(duì)非慣性系背景下量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)和量子相干的動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究。此外,還提出了四種在幅值阻尼通道中,基于量子弱測(cè)量和反轉(zhuǎn)測(cè)量的量子相干性的保護(hù)方案。主要研究成果如下:1.相對(duì)論效應(yīng)下的量子相干非局域優(yōu)勢(shì)動(dòng)力學(xué)行為的研究我們探討了在兩體糾纏Unruh-Dewitt探測(cè)器系統(tǒng)中,當(dāng)其中一個(gè)探測(cè)器具有加速度并與一個(gè)無(wú)質(zhì)量的標(biāo)量場(chǎng)耦合的情況下,Unruh效應(yīng)對(duì)量子相干非局域優(yōu)勢(shì)的影響。此外,我們也研究了在盎魯噪聲存在的情況下,量子相干性,Bell非局域性,量子導(dǎo)引,量子糾纏,量子失諧的動(dòng)力學(xué)演化。結(jié)果表明:(1)量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)隨著加速度的增加而單調(diào)減少,并且會(huì)出現(xiàn)“突然死亡”的現(xiàn)象,這表明當(dāng)加速度超過(guò)一定值時(shí),我們將不能夠獲得這種量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)。(2)此外,有趣的是我們發(fā)現(xiàn)了量子導(dǎo)引-Bell非局域性--量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)的這種層級(jí)關(guān)系。(3)比較上述幾種量子資源,我們發(fā)現(xiàn)在有限的加速度范圍內(nèi),只有相對(duì)熵的量子相干性和量子失諧沒(méi)有發(fā)生“突然死亡”現(xiàn)象。這些結(jié)果將有助于我們?cè)谙鄬?duì)論效應(yīng)下理解和應(yīng)用量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)。這就要求我們尋求一些措施來(lái)提升它的魯棒性。2.非慣性系背景下振幅阻尼噪聲通道中量子相干性的保護(hù)基于量子弱測(cè)量,在非慣性系背景下狄拉克場(chǎng)中,我們提出了四種保護(hù)幅值阻尼通道中兩比特量子系統(tǒng)量子相干性的方案。結(jié)果表明:(1)量子弱測(cè)量確實(shí)可以在非慣性系下幅值阻尼通道中用來(lái)保護(hù)量子相干性。(2)在方案三和方案四中,隨著弱測(cè)量強(qiáng)度的增加,相應(yīng)的量子相干性的保護(hù)效果越好,而成功的概率則越低。(3)在前兩種方案中出現(xiàn)了一些特殊現(xiàn)象。隨著弱測(cè)量強(qiáng)度的增加卻不能提升系統(tǒng)的量子相干性,這是由弱測(cè)量本身特性決定的。(4)在實(shí)際操作中,我們想要達(dá)到最好的保護(hù)量子相干性的效果,要綜合考慮噪聲通道參數(shù)和弱測(cè)量強(qiáng)度等因素。
【圖文】：

、，，0ｇ［N邋”ｉ0ｇ〔N邋＋＾±Ｍ±Ｚ逡逑Ｕ邋＋邋／Ｊ邐Ｕ邋＋邋／ＪＪ邐２逡逑ｒ邋，邋ｆ邋ｒ邋］逡逑２＼ｏｇ２ｙｐ＋ｙ邋ｙｐ邋＋邋ｙ）邋ｐ＾ｙ邋｛ｆｉ＋ｒ）＿逡逑其中，逡逑Ｍ邋＝邋ｌ－＾２（４邋＋邋ｖ４），邋ＡＡ邋＝邋１邋＋邋＾／？２（４邋＋邋ｖ４）．邐（３．２４）逡逑在第二章，我們己經(jīng)回顧了邋Ｂｅｌｌ非局域性的相關(guān)定義，根據(jù)式（２．２８），我們可逡逑以計(jì)算得到最大期望值：逡逑＾＝４７２／９，邋Ｂ２＝２＾４／３２＋（ａ－２＾邋＋邋／）２邋．邐（３．２５）逡逑利用式（２．１２），我們計(jì)算得到相對(duì)熵的量子相干性為：逡逑Ｃｆ［ｐ）邋＝邋２ｐ．邐（３．２６）逡逑ｌ．Ｏｉ邐邐＇邐ｎ邐邐邐邐逡逑２

？邋２逡逑ｆｕｎｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｖ邋ｆｏｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒ邋ｑ邋．逡逑在圖３．１中我們顯示了量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)隨著加速度《和有效耦合參數(shù)逡逑ｖ２的變化情況。從圖３．１邋（ａ），我們可以看到量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)隨著加速度分逡逑的增加不斷減少，并且出現(xiàn)了“突然死亡”現(xiàn)象，這意味著當(dāng)加速度超過(guò)一定的逡逑值時(shí)，我們無(wú)法獲得這種量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)。如圖３．１邋（ｂ）所示，我們發(fā)現(xiàn)逡逑對(duì)于零加速度，量子相干的非局域優(yōu)勢(shì)隨著ｖ２的增加也是退化的。這是由于慣性逡逑的探測(cè)器隨著Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ粒子的放射也存在著非零概率的自發(fā)衰退，這導(dǎo)致了信逡逑息的損失。另外，，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)加速度為零時(shí)，在整個(gè)的ｖ２取值區(qū)間上，量子相干邐１逡逑的非局域優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有減小到零。于是，我們可以得出結(jié)論，因?yàn)椋?ｂ的探測(cè)器逡逑加速度的存在
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：O413

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本文編號(hào)：2654334