電磁輻射場(chǎng)中量子位的消相干特性研究.pdf

1、本文通過(guò)研究幾種模型中量子位的消相干特性,探求通過(guò)外加驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的方法消除由環(huán)境引起的消相干,為實(shí)現(xiàn)量子信息的存儲(chǔ)和處理提供一定的理論指導(dǎo).測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系是引起量子消相干的原因之一,但測(cè)量?jī)x器與量子系統(tǒng)的糾纏才是引起量子信息系統(tǒng)喪失其量子相干性的最根本原因.本文利用消相干的形式理論,建立量子位同時(shí)存在躍遷和衰變的模型,利用Kraus算符計(jì)算出量子位密度矩陣.量子位密度矩陣非對(duì)角元的衰減表明,量子位與環(huán)境的相互作用導(dǎo)致量子位相干性減弱,量子位由相

2、干疊加態(tài)坍縮到單一純態(tài).本文重點(diǎn)利用微擾理論和對(duì)熱庫(kù)求跡的方法計(jì)算非諧相互作用模型、強(qiáng)度耦合模型和計(jì)及Stark位移效應(yīng)的簡(jiǎn)并雙光子J-C模型中量子位的約化密度矩陣非對(duì)角元,根據(jù)非對(duì)角元的衰減分析各模型中量子位的消相干特性,并探求通過(guò)外加驅(qū)動(dòng)場(chǎng)消除量子位的消相干,從而使得上述模型中的量子位應(yīng)用于量子信息系統(tǒng)成為可能.在非諧相互作用模型中,由于相互作用過(guò)程不引起量子位兩個(gè)獨(dú)立態(tài)之間的躍遷,因此消相干特性與量子位的躍遷頻率無(wú)關(guān),量子位的消相

3、干由熱庫(kù)諧振子頻率和平均光子數(shù)共同決定.對(duì)于強(qiáng)度耦合模型和計(jì)及Stark位移效應(yīng)的簡(jiǎn)并雙光子J-C模型,由于相互作用直接引起量子位獨(dú)立態(tài)之間的躍遷,因此消相干特性還與量子位的躍遷頻率有關(guān).強(qiáng)度耦合模型中量子位的消相干特性表現(xiàn)出對(duì)耦合強(qiáng)度的依賴性.在計(jì)及Stark位移效應(yīng)的簡(jiǎn)并雙光子J-C模型中,Stark位移對(duì)量子位的消相干有很大的影響.本文在研究量子位消相干特性的同時(shí),得到用于消除消相干的外加驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的特性方程.研究表明,無(wú)論是量子位的