基矢無關(guān)量子相干性度量與PT-對稱系統(tǒng)量子相干性研究.pdf

1、近年來，量子系統(tǒng)的量子相干性與非厄米系統(tǒng)中的量子性質(zhì)研究，受到人們廣泛的關(guān)注。量子相干性來源于量子態(tài)的迭加，反映了量子態(tài)展示量子相干效應的能力，是量子信息資源中最基本、最核心的量子信息資源，在量子信息學、量子計量學、納米熱力學與量子生物學等眾多新興學科領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在量子相干性的研究中，最關(guān)鍵、最重要的問題是量子相干性的量度。盡管目前人們在量子相干性量度研究中取得了重要進展，提出了許多量子相干性的量度，但幾乎所有的量子相干性量度

2、都是基矢相關(guān)的。這與物理系統(tǒng)的物理性質(zhì)不應隨著坐標或基矢的改變而發(fā)生改變的物理實際不相符合;另一方面，非厄米PT-對稱量子系統(tǒng)的提出為研究具有耗散的開放量子系統(tǒng)提供了有力的工具，也極大地拓展了量子力學的研究內(nèi)容。盡管目前人們對非厄米系統(tǒng)的量子特性進行了廣泛的研究，但PT-對稱系統(tǒng)的量子相干性的研究還很少涉及。本文運用量子相干性理論與非厄米系統(tǒng)的量子理論，研究基矢無關(guān)的量子相干性量度與PT-對稱系統(tǒng)的量子相干性，取得了一些有創(chuàng)新意義的結(jié)果

3、。主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:
　　第一章，主要介紹了相干性的基本理論。從一般的電磁場相干性出發(fā)，討論了歷史上對經(jīng)典電磁場和量子場相干函數(shù)的定義。接著對時下處于量子信息前沿的資源理論框架下量子相干性的研究進行了詳細的介紹和分析。
　　第二章，主要介紹了量子系統(tǒng)的基本理論。分別討論了封閉量子系統(tǒng)和開放量子系統(tǒng)的定義。并且從非厄米量子力學的角度給出了一種量子開放系統(tǒng)的有效描述，然后詳細給出了求解開放量子系統(tǒng)的主方程方法。最后介紹了

4、PT-對稱量子系統(tǒng)的一些性質(zhì)。
　　第三章，討論了依賴于基矢的量子相干性量度的缺陷。接著，通過重新定義最大經(jīng)典混合態(tài)為完全相干態(tài)，使得在有限維數(shù)的Hilbert空間得到了唯一精確的零相干態(tài)。最后，通過利用相對熵的性質(zhì)提出了能反映量子態(tài)自身固有量子相干性的量子相干性量度——基矢無關(guān)的固有相干性量度。這種新的量度方式滿足所有資源框架下量化量子相干性的條件。并且揭示了量子相干性是量子態(tài)有序程度這一物理本質(zhì)，同時極大的簡化了量子相干性的計

5、算復雜性。
　　第四章，研究了量子開放系統(tǒng)中PT-對稱量子效應對量子相干性的影響。主要結(jié)論是:即使PT-對稱二能級系統(tǒng)的初態(tài)為完全非相干態(tài)時，系統(tǒng)的量子相干性也能隨著時間演化而產(chǎn)生。雖然二能級系統(tǒng)與耗散環(huán)境相互作用，但是量子相干性能得到很好的保護，并且能長時間得到保持，同時還發(fā)現(xiàn)隨著外加非厄米場的驅(qū)動強度Ω的增大，二能級系統(tǒng)最終能獲得更強的量子相干性。所以PT-對稱二能級系統(tǒng)能作為保存量子相干性的優(yōu)秀候選系統(tǒng)。
　　第五章對