小量子系统与无穷多自由度环境相互作用及操控的研究

小量子系统与外界环境的相互作用以及外界环境对小量子系统的影响是量子信息处理和量子计算等研究中必须考虑的重要问题。我们针对小量子系统与无穷多自由度环境的相互作用和这类相互作用导致的物理效应，以及对这类相互作用可能的操控方式和手段发展一种解析的理论研究方法。要求它适用于研究短时间和长时间的量子动力学行为，适用于研究多能级和多体小量子系统相干合纠缠行为，也适用于研究多种有结构和无结构的量子和热力学环境。我们的目标一是探索和发展研究小量子系统与环境相互作用的新理论方法，二是采用新方法研究这类系统中的物理过程，包括相干与退相干、耗散、纠缠与退纠缠等物理效应，三是采用新方法研究操控小量子系统与环境相互作用的方式与手段。

本项目按项目申请书和计划书拟定的研究计划进行。我们针对处于无穷多自由度环境中的小量子系统及对该量子系统的驱动和操控问题发展了一套基于正则变换技术的解析理论处理方法。采用这种解析理论处理方法我们研究了：1、处于无穷多自由度环境中小量子系统的基态，短时和长时动力学行为；2、多体（两体和N体）量子系统的基态，基态相变和激发态动力学行为；3、小量子系统的驱动和操控，Bloch-Siegert移动，隧穿相干淬灭，共振荧光谱和泵浦-探测谱等。