量子纠缠与关联的动力学理论研究

量子退相干是实现量子信息处理的重要困难。在量子退相干影响下，量子纠缠和关联会在量子信息处理过程中随时间发生变化，即量子纠缠与关联动力学。量子纠缠与关联动力学的研究有助于理解和把握量子纠缠与关联的动力学特性，从而为成功实现量子信息处理提供理论依据和支持。. 本项目将从理论上研究量子退相干对量子纠缠与关联的影响。具体如下：（1）研究在退相干过程中系统-环境初始态关联、环境初始态参数和系统-环境非均匀耦合对系统量子纠缠与关联的影响，探索在相对论情形下量子纠缠与关联的动力学特性；（2）研究多体量子纠缠与关联在退相干环境中的动力学问题以及其与多体量子非局域性动力学之间可能的关系。这些研究将为深入理解量子纠缠与关联的动力学特性，并为量子纠缠的调节和控制提供一定的理论基础。

本项目主要就量子纠缠与关联动力学动力学、自由电子气中电子自旋间的量子纠缠与关联特性、固态自旋链中自旋间的量子纠缠和关联特性三方面进行了研究。.一、.针对量子纠缠和关联的动力学问题，作了一下工作:（1）环境在量子系统纠缠和关联的建设作用。通过分析发现，系统地量子比特和同一个环境发生作用，由于环境和系统的相互作用使得原本没有直接相互作用的系统量子比特间建立了量子纠缠和关联。建立起的量子纠缠和关联对系统的量子初始态、系统的量子比特数目具有重要的依赖关系。（2）研究了随机退相干对量子纠缠和关联的影响，发现量子失谐和量子纠缠在随机退相干的影响下行为不同。量子失谐的鲁棒性由于量子纠缠。(3)分析了临界环境对系统量子纠缠的影响。结果表明临界环境的量子相变在弱耦合条件下具有加剧量子纠缠衰减的作用，同时讨论了环境的自由度数目、耦合强度对量子纠缠的影响。上述工作为深入认识量子纠缠与关联的动力学提供了一定的理论支持和依据。.二、.针对自由电子气中电子自旋间的量子纠缠和关联进行了分析和研究。（1）分析了自由电子气中两量子自旋间的量子失谐和量子纠缠，发现量子纠缠和量子关联依赖自由电子气的温度和自旋间的相对距离。结果表明量子失谐对温度和相对距离的鲁棒性优于量子纠缠。（2）自由电子气中的多体量子纠缠和关联。研究发现多体量子纠缠对温度、自旋间的相对距离间的依赖更为复杂，并分析了一般意义上任意自旋间的两方量子纠缠。.三、.固态自旋链中的量子纠缠和量子关联。不同于通常的分析，我们重点针对自旋星系统的量子纠缠和关联进行了分析。所谓的自旋星系统是指周围的自旋同时和中心自旋作用，而周围的自旋间没有相互作用。这种模型具有很好的特点。这些没有直接相互作用但同时和中心自旋具有相互作用的量子自旋能够建立量子纠缠和关联。(1)讨论了磁场强度、相互作用耦合强度以及系统量子比特数目对两量子自旋间量子失谐和量子纠缠的影响。（2）研究了DM相互作用对多体量子纠缠的影响，发现DM相互作用具有增强量子纠缠的作用，并讨论了非均匀耦合系数以及磁场对多体量子纠缠的影响。.研究成果：. 研究对进一步理解和认识量子纠缠与关联的动力学特性、自由电子中自旋间的量子纠缠和关联、固态自旋链中的量子纠缠和关联特性提供了一定的理论支持和依据。发表论文20篇，培养研究生4名，圆满完成了预定的研究目标。