本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化光場環(huán)境中的量子速度極限　出處：《蘇州科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 量子速度極限 開放量子系統(tǒng) 退相干 量子糾纏

【摘要】：本文主要以結(jié)構(gòu)化光場環(huán)境中的原子系統(tǒng)為研究對象,討論三種典型退相干過程(振幅阻尼、相位阻尼和一般退極化)對量子態(tài)演化速度極限的影響,從而為開放系統(tǒng)的精密量子度量提供理論基礎(chǔ)。我們提出了基于跡間距方法的量子速度極限判據(jù),其中研究工作主要包含以下三個方面:首先,以Lorentzian頻譜光場為例,我們考慮了具有振幅阻尼的Jaynes-Cummings原子-光場模型,發(fā)現(xiàn)當(dāng)原子躍遷頻率與光場中心頻率存在強(qiáng)失諧時,環(huán)境與系統(tǒng)之間弱耦合作用可加速量子態(tài)演化,而強(qiáng)耦合作用能減緩量子態(tài)演化。我們又研究了具有相位阻尼的自旋-玻色子模型,在Ohmic-like頻譜環(huán)境中,當(dāng)增加截斷頻率或者超歐姆情形時,系統(tǒng)演化過程可以得到明顯加速。研究結(jié)論表明:開放系統(tǒng)的量子加速潛質(zhì)與能量或信息流動有關(guān),可以用環(huán)境記憶能力(非馬爾科夫效應(yīng))來解釋。然后,我們考慮受外場調(diào)控的原子與光場模型,得到了開放系統(tǒng)的一般退極化過程。本文討論了可調(diào)外場和環(huán)境溫度對量子速度極限的影響。在改變外場強(qiáng)度時,我們能夠觀察到量子態(tài)演化從非加速到加速的轉(zhuǎn)變。在Lorentzian頻譜光場中,有限低溫環(huán)境能促進(jìn)量子態(tài)的加速演化。但是,在Ohmic-like頻譜環(huán)境中,環(huán)境溫度對量子速度極限影響不大。從理論上,我們可以實現(xiàn)低溫環(huán)境中的單比特量子態(tài)演化加速。最后,本文研究含有多體量子糾纏的N個原子系統(tǒng)在三種典型的退相干過程中的量子速度極限。我們發(fā)現(xiàn)在振幅阻尼和一般退極化阻尼環(huán)境中,量子糾纏可以促進(jìn)量子態(tài)加速演化。這是因為在這兩個退相干過程中,基于多體量子糾纏態(tài)的原子系統(tǒng)能量流向的變化非常明顯。但是,在相位阻尼環(huán)境中,量子糾纏態(tài)的演化速度極限沒有任何變化。通過嚴(yán)格的數(shù)值計算,我們得到量子演化速度隨著糾纏原子數(shù)目的增加而加快。
[Abstract]:In this paper, the effects of three typical decoherence processes (amplitude damping, phase damping and general depolarization) on the evolution velocity limit of quantum states are discussed. In order to provide a theoretical basis for the precise quantum measurement of open systems, we propose a quantum velocity limit criterion based on trace spacing method, in which the research work mainly includes the following three aspects: first. Taking the Lorentzian spectrum light field as an example, we consider the Jaynes-Cummings atom-light field model with amplitude damping. It is found that the weak coupling between the environment and the system can accelerate the evolution of quantum states when there is a strong detuning between the atomic transition frequency and the central frequency of the light field. The strong coupling can slow down the evolution of quantum states. We also study the spin-boson model with phase damping. In the Ohmic-like spectrum environment, when the truncation frequency is increased or superohmic case is increased. The results show that the quantum acceleration potential of the open system is related to energy or information flow, which can be explained by the environmental memory ability (non-Markov effect). The general depolarization process of the open system is obtained by considering the atomic and light field models regulated by the external field. The effects of the adjustable external field and ambient temperature on the quantum velocity limit are discussed in this paper. We can observe the transition of quantum state from non-acceleration to acceleration. In the Lorentzian spectrum light field, the finite low temperature environment can promote the accelerated evolution of quantum state. In Ohmic-like spectrum environment, ambient temperature has little effect on quantum velocity limit. Theoretically, we can accelerate the evolution of single-bit quantum state in low-temperature environment. Finally. In this paper, we study the quantum velocity limits of N atomic systems with multibody quantum entanglement in three typical decoherence processes. We find that in both amplitude damping and general depolarization damping environments. Quantum entanglement can accelerate the evolution of quantum states because the energy flow direction of the atomic system based on multi-body quantum entangled states is very obvious in these two decoherence processes. However, in the phase damping environment. There is no change in the evolution velocity limit of quantum entangled states. By strict numerical calculation we get that the quantum evolution rate increases with the increase of the number of entangled atoms.
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O413

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本文編號：1424418