量子測(cè)量退相干模型中的經(jīng)典信息和量子關(guān)聯(lián).pdf

1、量子測(cè)量理論及其相關(guān)測(cè)量模型和量子信息學(xué)有密切的聯(lián)系，一方面量子系統(tǒng)的信息獲取離不開(kāi)量子測(cè)量;另一方面基于量子測(cè)量及其退相干問(wèn)題可以分析研究量子系統(tǒng)在環(huán)境中的量子關(guān)聯(lián)的動(dòng)力學(xué)變化。本文正是這樣一篇結(jié)合量子測(cè)量理論及其相關(guān)模型和量子信息學(xué)的理論文章，研究了量子測(cè)量退相干模型中的經(jīng)典信息和量子關(guān)聯(lián)，主要研究成果如下:
　　1、將兩種量子測(cè)量模型（包括von Neumann模型和Zurek模型）應(yīng)用到單粒子兩路徑干涉實(shí)驗(yàn)中，從量子信息的

2、角度分析了粒子的波粒二象性。我們得到粒子和測(cè)量?jī)x器間的經(jīng)典關(guān)聯(lián)與粒子的路徑可區(qū)分度保持一致性，經(jīng)典關(guān)聯(lián)可用來(lái)度量粒子的路徑信息（粒子性），并與干涉實(shí)驗(yàn)中的條紋可見(jiàn)度（波動(dòng)性）構(gòu)成互補(bǔ)陛關(guān)系，即經(jīng)典關(guān)聯(lián)隨著干涉條紋可見(jiàn)度的增加而單調(diào)減少。研究表明建立粒子和測(cè)量?jī)x器間的經(jīng)典關(guān)聯(lián)就可以獲得粒子的路徑信息，并不一定需要建立粒子和測(cè)量?jī)x器間的量子糾纏，而且該經(jīng)典關(guān)聯(lián)是可測(cè)量的，因?yàn)樗c干涉實(shí)驗(yàn)中的條紋可見(jiàn)度有關(guān)。另外，通過(guò)對(duì)比上述兩種量子測(cè)量模型

3、中經(jīng)典關(guān)聯(lián)和量子關(guān)聯(lián)與條紋可見(jiàn)度的變化關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于von Neumann模型，Zurek模型中的外部環(huán)境不僅能誘導(dǎo)最優(yōu)測(cè)量基的出現(xiàn)，而且還會(huì)使粒子和測(cè)量?jī)x器間的經(jīng)典關(guān)聯(lián)和量子關(guān)聯(lián)減少。
　　2、基于量子測(cè)量可解動(dòng)力學(xué)模型（Coleman-Hepp模型的推廣模型），研究了兩個(gè)自旋為1/2的粒子與宏觀物體的相互作用，分別考慮了這兩粒子與各自獨(dú)立的宏觀物體相互作用情況以及兩粒子與同一宏觀物體相互作用情況。對(duì)兩自旋粒子而言，宏觀物

4、體即是環(huán)境。主要討論了環(huán)境存在的條件下兩自旋粒子間的量子關(guān)聯(lián)（包括量子糾纏和量子諧錯(cuò)）的動(dòng)力學(xué)變化。我們發(fā)現(xiàn):當(dāng)兩自旋粒子的初態(tài)為Bell對(duì)角態(tài)（即X型量子態(tài)）時(shí)，在獨(dú)立“環(huán)境”下，會(huì)出現(xiàn)量子糾纏突然“死亡”、系統(tǒng)發(fā)生從經(jīng)典退相干（量子諧錯(cuò)不變，經(jīng)典關(guān)聯(lián)減少）到量子退相干（經(jīng)典關(guān)聯(lián)不變，量子諧錯(cuò)減少）的轉(zhuǎn)變、量子諧錯(cuò)漸進(jìn)趨向于零等現(xiàn)象;在共同“環(huán)境”下，除了發(fā)生上述現(xiàn)象外，在一定條件下還會(huì)出現(xiàn)量子糾纏的崩塌回復(fù)、量子諧錯(cuò)的崩塌回復(fù)以及被