雙Jaynes-Cummings模型系統(tǒng)中的量子關(guān)聯(lián)守恒問題的研究.pdf

1、量子糾纏是量子系統(tǒng)之間的一種特殊的量子關(guān)聯(lián)。最近隨著量子信息理論研究的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)量子糾纏只是量子關(guān)聯(lián)的部分,可分離態(tài)中也可以存在非經(jīng)典的量子關(guān)聯(lián),并且這種非量子糾纏的量子關(guān)聯(lián)在量子信息處理過程中起著重要的作用。因此,關(guān)于量子關(guān)聯(lián)的研究,正成為量子信息學(xué)中的熱點(diǎn)問題。在量子光學(xué)領(lǐng)域中,原子與光場的相互作用是研究的主要內(nèi)容.描述這種相互作用的基本理論模型是Jaynes-Cummings模型。該模型在旋波近似下能夠精確求解,而在非旋波

2、近似下,只能近似求解。由單Jayes-Cummings模型系統(tǒng)推廣的雙Jaynes-Cummings模型系統(tǒng)在量子信息處理中有廣泛的應(yīng)用,因此雙Jaynes-Cummings模型的研究正成為量子信息學(xué)研究的熱點(diǎn)問題。
　　 本文運(yùn)用量子關(guān)聯(lián)的基本理論,首先研究了在雙模真空腔中兩個(gè)耦合量子比特的成對量于discord和成對量子糾纏的守恒問題；然后研究了非旋波近似下雙Jaynes-Cummings模型中失諧量對量子關(guān)聯(lián)守恒的影響,得

3、到了一些有創(chuàng)新意義的結(jié)果。具體內(nèi)容與結(jié)論如下：第一章介紹了量子關(guān)聯(lián)的基本理論。首先給出了度量關(guān)聯(lián)的物理量-經(jīng)典信息熵與量子力學(xué)熵,然后引入經(jīng)典關(guān)聯(lián)與量子關(guān)聯(lián)的慨念,討論了量子糾纏與關(guān)聯(lián)的聯(lián)系與區(qū)別。介紹了量子關(guān)聯(lián)的兩種量度,給出了“X”態(tài)的糾纏度和量子discord的求解方法。第二章介紹了Jaynes-Cummings模型的基本理論。闡述了旋波近似下標(biāo)準(zhǔn)Jaynes-Cummings模型的兩種求解方法；同時(shí)通過標(biāo)準(zhǔn)Jaynes-Cumm

4、ings模型構(gòu)建了雙Jaynes-Cummings模型系統(tǒng)。第三章研究了在雙Jaynes-Cummings中兩個(gè)耦合量子比特的成對量子discord和成對量子糾纏的守恒問題。結(jié)果顯示:在任何條件下,成對量子糾纏始終是守恒的,但對量子discord來說,情況復(fù)雜得多:在強(qiáng)偶極-偶極相互作中,成對量子discord是守恒的,但在中等程度與弱偶極-偶極相互作中.成對量子discord不再守恒。造成量子discord與量子糾纏守恒問題不同結(jié)果的

5、因?yàn)槭牵毫孔觗iscord是一個(gè)依賴于測量目標(biāo)的物理量。如果我們選擇合適的測量對象.那么將會(huì)獲得最好的量子discord。第四章研究了非旋波近似下雙Jaynes-Cummings模型中失諧量對量子關(guān)聯(lián)守恒問題的影響。在弱耦合的情況下,比較了非旋波近似和旋波近似中失諧量對成對量子discord和成對量子糾纏的影響。得到的結(jié)果是：失諧量對成對量子糾纏幾乎沒有影響.而非旋波近似和旋波近似中的失諧量對成對量子discord的影響不同。這種結(jié)果源