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电磁场中施主中心量子点内磁极化子态寿命与qubit退相干

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物理学报 2020年第14期69卷 236-244页

作者：白旭芳陈磊额尔敦朝鲁内蒙古民族大学物理与电子信息学院通辽028043 河北科技师范学院凝聚态物理研究所秦皇岛066004

采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子的基态和激发态能量和波函数,进而构造了qubit所需的二能级结构.基于费米黄金规则研究了磁极化子基态的衰变.通过研究电磁场下材料的介电常数比、电... 详细信息

采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子的基态和激发态能量和波函数,进而构造了qubit所需的二能级结构.基于费米黄金规则研究了磁极化子基态的衰变.通过研究电磁场下材料的介电常数比、电声耦合常数和温度对非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子基态寿命的影响,揭示了材料属性与温度、电磁场等环境因素对量子点qubit退相干的影响,进而揭示了体纵光学声子效应导致量子点qubit退相干的机理.

关键词：施主中心量子点非对称高斯势磁极化子寿命退相干

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退相干效应对J-C模型演化问题的影响研究

退相干效应对J-C模型演化问题的影响研究

作者：黄艺漫华东师范大学

学位级别：硕士

量子理论是二十世纪科学发展进程中最重要的物理理论之一,其对推动现代科学技术的进步作用不言而喻。利用量子理论来研究和设计量子元件,进而制造量子器件已成为当今重要的研究方向。原子与光场相互作用体系具有易于制备、品质优良的特... 详细信息

量子理论是二十世纪科学发展进程中最重要的物理理论之一,其对推动现代科学技术的进步作用不言而喻。利用量子理论来研究和设计量子元件,进而制造量子器件已成为当今重要的研究方向。原子与光场相互作用体系具有易于制备、品质优良的特点,使其成为实现量子计算、量子通信和量子计量的重要平台之一。在这些研究中,实现精密的量子测量、制备高精度的量子比特等,离不开量子力学的根本特性——相干性的运用。实验表明,在实际操作中不存在绝对孤立于环境的量子系统,量子系统在制备、演化、处理的过程中,总是会无法避免地与环境发生相互作用,进而导致退相干效应,如何抑制腔场对原子体系的相互作用而导致的量子退相干效应便成为量子技术实际运用成败的关键。所以,研究退相干时间演化以及其对体系带来的影响,对于量子技术的研究和运用,具有十分重要而深远的意义。本文是从量子光学中的二能级原子与单模光场相互作用模型——即JaynesCummings模型出发,在假定不同初态的情况下考虑其演化过程中子系统的各类误差翻转,主要采用Kraus求和方法与主方程方法,去推导其退相干演化。我们发现,对于子系统与环境存在相互作用时,系统的末态密度矩阵会出现非对角元衰减的情况,而封闭系统的定态演化不会使末态的密度矩阵发生变化,证实了开放系统中的量子退相干效应对量子态存在影响。在此基础上,我们还尝试对比了封闭系统定态演化与开放系统退相干后的一些量子态的特性变化情况,分析了量子系统的von Neumann熵、量子态的保真度在两种演化下的变化差异,我们发现,初态基矢的概率分布不同时,即使存在相同的误差翻转,von Neumann熵和保真度的变化数值也存在差异。但是相同的是,随着误差翻转概率的增加,这两者都会衰减至零。而对于选择固定初态,在有无退相干演化的情形下分析保真度和von Neumann熵,也得到了类似的结论,随着时间演化,非退相干的定态演化仍然维持着规律振荡,而发生退相干效应的演化下保真度会发生振幅改变的周期振荡,von Neumann熵则会发生振幅减小的振荡直至稳定。

关键词： J-C模型退相干保真度 von Neumann熵

HgTe/CdTe量子阱中自旋拓扑态的退相干效应

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物理学报 2019年第22期68卷 361-371页

作者：闫婕魏苗苗邢燕霞北京理工大学物理学院先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室

HgTe/CdTe量子阱是一种特殊的二维拓扑材料,其中的量子自旋霍尔效应在自旋电子器件应用方面极有潜力."工"字形四端口体系纵向非局域电阻阻值为0.25 h/e^2的特殊的量子化平台是判别量子自旋霍尔效应的有力证据.本文基于二维HgTe/CdTe量... 详细信息

HgTe/CdTe量子阱是一种特殊的二维拓扑材料,其中的量子自旋霍尔效应在自旋电子器件应用方面极有潜力."工"字形四端口体系纵向非局域电阻阻值为0.25 h/e^2的特殊的量子化平台是判别量子自旋霍尔效应的有力证据.本文基于二维HgTe/CdTe量子阱模型,利用非平衡格林函数理论及Landauer-Büttiker公式计算非局域电阻,进而研究自旋拓扑态在非静态杂质作用下的退相干效应.计算同时考虑磁交换场和磁场的影响.研究发现,尽管磁交换场和外磁场会破坏时间反演对称性,但它们都仅改变拓扑带隙的宽度和相对位置,并不影响螺旋边缘态的拓扑性.而退相干杂质对自旋拓扑边缘态的影响则完全不同于铁磁和弱磁场.退相干效应不会影响拓扑带隙的位置和宽度,但是会影响拓扑边缘态的稳定性.其中,自旋不守恒的退相干杂质对螺旋边缘态的影响更为明显,轻微的退相干效应便会引起自旋翻转,从而引起自旋相反的背散射,最终破坏自旋霍尔边缘态.

关键词：量子输运量子自旋霍尔非局域电阻退相干

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基于能量的轨线面跳跃新退相干修正方法

Chinese Journal of Chemical Physics 2020年第5期33卷 603-612,I0079页

作者：肖冰洋徐佳波王林军浙江大学化学系高新材料化学研究中心杭州310027

本文受轨线分叉修正面跳跃(BCSH)方法[J.Xu and L.Wang,J.Chem.Phys.150,164101(2019)]的启发,提出了两种轨线面跳跃新退相干时间计算公式.本研究的线型和指数型公式均将退相干时间刻画为绝热势能面之间能差的函数,能够准确地描述BCSH... 详细信息

本文受轨线分叉修正面跳跃(BCSH)方法[J.Xu and L.Wang,J.Chem.Phys.150,164101(2019)]的启发,提出了两种轨线面跳跃新退相干时间计算公式.本研究的线型和指数型公式均将退相干时间刻画为绝热势能面之间能差的函数,能够准确地描述BCSH预测的由波包反射导致的退相干效应.在包含了200个多样化的系列模型中,采用不同的初始核动量,以精确全量子解为参考,对涉及的参数进行了系统训练.相比广泛使用的退相干公式,两种新方法在Tully的三个标准模型中都显著地提高了可靠性,并保持高计算效率.

关键词：轨线面跳跃退相干非绝热动力学

Entanglement and discord assisted entropic uncertainty relations under decoherence

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2014年第9期57卷 1703-1711页

作者： YAO ChunMei CHEN ZhiHua MA ZhiHao SEVERINI Simone SERAFINI Alessio Department of Physics and Electronic Science Hunan University of Arts and Science Department of Physics and Astronomy University College London Department of Science Zhijiang College Zhejiang University of Technology Centre for Quantum Technologies National University of Singapore Department of Mathematics Shanghai JiaoTong University Department of Computer Science University College London Gower Street

The uncertainty principle is a crucial aspect of quantum mechanics.It has been shown that quantum entanglement as well as more general notions of correlations,such as quantum discord,can relax or tighten the entropic uncertainty relation in the presence of an ancillary system.We explored the behaviour of entropic uncertainty relations for system of two qubits—one of which subjects to several forms of independent quantum noise,in both Markovian and non-Markovian regimes.The uncertainties and their lower bounds,identified by the entropic uncertainty relations,increase under independent local unital Markovian noisy channels,but they may decrease under non-unital channels.The behaviour of the uncertainties(and lower bounds)exhibit periodical oscillations due to correlation dynamics under independent non-Markovian reservoirs.In addition,we compare different entropic uncertainty relations in several special cases and find that discord-tightened entropic uncertainty relations offer in general a better estimate of the uncertainties in play.

关键词：熵不确定性定性关系量子纠缠和谐退相干不确定关系马尔可夫量子力学

Quantum Monty Hall Problem under Decoherence

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Communications in Theoretical Physics 2010年第7期54卷 47-54页

作者： Salman Khan M.Ramzan M.K.Khan Department of Physics Quaid-i-Azam University

我们在振幅抑制的影响下面在量门帝霍尔问题上学习 decoherence 的效果，动摇，并且 dephasing 隧道。在 decoherence 的效果下面，有在动摇的情况下的比赛的纳什平衡，这被显示出为艾莉斯的量策略的隧道。而在 dephasing 噪音的情况下... 详细信息

我们在振幅抑制的影响下面在量门帝霍尔问题上学习 decoherence 的效果，动摇，并且 dephasing 隧道。在 decoherence 的效果下面，有在动摇的情况下的比赛的纳什平衡，这被显示出为艾莉斯的量策略的隧道。而在 dephasing 噪音的情况下，比赛没由量隧道被影响。为抑制隧道的振幅，鲍勃的发薪关于 50% 的 decoherence 被发现对称，最大值为他的古典策略发生在 decoherence 的这价值。然而，它是提及价值的在动摇的情况下隧道，鲍勃的古典策略对艾莉斯的策略的任何选择仍然保持总是主导。

关键词：量子通道退相干去极化相干效应纳什均衡相干噪声消相干阻尼

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低维自旋体系中量子导引及其退相干

低维自旋体系中量子导引及其退相干

作者：王宝文南京邮电大学

学位级别：硕士

过去几十年间,量子纠缠和Bell非局域性这种对称量子关联,引起了人们的广泛关注,并取得了丰硕的研究成果。然而,直到最近几年,量子导引这种非对称量子关联才开始进入人们的视野。它是一种介于量子纠缠和Bell的非局域性之间的量子关联形... 详细信息

过去几十年间,量子纠缠和Bell非局域性这种对称量子关联,引起了人们的广泛关注,并取得了丰硕的研究成果。然而,直到最近几年,量子导引这种非对称量子关联才开始进入人们的视野。它是一种介于量子纠缠和Bell的非局域性之间的量子关联形式。由于其独特的不对称特性,使得它在量子通信、量子计算和量子密码等许多领域发挥着不可替代的作用。然而,在量子领域,一个不可避免的问题是,量子系统会与周围环境彼此耦合,导致量子非局域关联的迅速衰退,即所谓的量子退相干行为,这严重阻碍了量子关联的应用。因此,本文基于一维自旋链模型,主要研究了量子导引的非对称性和量子导引的退相干行为。首先,本文研究了非均匀磁场中基于一维XXZ自旋链模型的量子导引,采用熵的不确定关系作为度量方式。重点研究了量子导引的非对称特性。结果表明,外加磁场、温度和耦合参数都能显著改变量子导引及其非对称性,外加磁场或温度的增大可以抑制量子导引。特别是,当温度或磁场超过临界点时,量子导引就会消失。然而,随着温度的升高或磁场的非均匀性b的增加,量子导引的非对称性增强。此外,随着各向异性耦合参数J的增加,量子导引增强,同时非对称性减弱。其次,分别研究了一维XY自旋链模型下了量子导引的内禀退相干以及一维XYZ自旋链模型下的量子导引的环境诱导退相干。探讨了不同初始状态下磁场、各向异性参数对量子导引鲁棒性的影响。研究发现,内禀退相干并不会激发量子导引的非对称性,而对于环境诱导退相干在特定初始态情况下则会表现出非对称性行为。并且,通过调节参数以及改变初始状态可以加速或者减缓量子退相干。

关键词：量子导引非对称性退相干自旋链

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光子增减叠加相干态在热环境中的退相干

物理学报 2013年第1期62卷 212-219页

作者：张浩亮贾芳徐学翔郭琴陶向阳胡利云江西师范大学物理与通信电子学院南昌330022

研究了由光子增减叠加操作作用于相干态而得量子态的非经典性及其在热环境中的退相干问题.通过解析导出了Mandel’s Q参数、光子数分布、Wigner函数等,讨论其非经典性.研究表明一阶光子增减相干叠加相干态在相空间总是取负值,只要满足条... 详细信息

研究了由光子增减叠加操作作用于相干态而得量子态的非经典性及其在热环境中的退相干问题.通过解析导出了Mandel’s Q参数、光子数分布、Wigner函数等,讨论其非经典性.研究表明一阶光子增减相干叠加相干态在相空间总是取负值,只要满足条件|2z*+α-α*|2相干叠加相干态在相空间最小值点处Wigner函数分布总存在负部.此外,根据Wigner函数负部体积讨论了其非经典特性.

关键词：光子增减叠加操作 Q-参数 Wigner函数退相干

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退相干理论视野下的量子力学解释

科学技术哲学研究 2012年第5期29卷 14-19页

作者：赵丹山西大学科学技术哲学研究中心太原030006

文章在退相干理论视野下,分别审视了量子力学的标准解释、哥本哈根解释、相对态解释和玻姆解释,分析了这些解释体系从退相干理论中获得的新的内容或意义,以期进一步深刻理解量子测量问题和量子力学的解释体系。

关键词：退相干标准解释哥本哈根解释相对态解释玻姆解释