开放系统中的量子关联动力学调控研究

As the fundamental resource in quantum information, the property of nolocal quantum correlation between quantum system is different from the case of classical. However, the property of quantum correlation is usually very weak and destroyed easily by environment, which is the main obstacle of quantum information processions. In recent years, how to preserve and prolong the life of quantum correlation between systems in open systems has attracted a lot of efforts. This nonlocal correlation enables many striking phenomenons, such as the sudden transition between classical and quantum decoherence, decoherence-free subspace and so on. In this topic, the controlling about the quantum correlation dynamics in open systems will be investigated. We will study the effects of environment, external field and other parameters on the quantum correlation dynamics, such as those influences on quantum correlation decoherence, the sudden transition between classical and quantum decoherence, and how to prolong the life time of quantum correlation. Our tendency is to optimize the quantum correlation dynamics control scheme, which not only can preserve and prolong the life of quantum correlation, but also can reduce the decoherence effects of environment.

量子系统中各子系间非定域的关联性是量子系统区别于经典系统的本质特征，是实现量子信息处理的基础。然而，这种量子关联性通常非常脆弱，很容易被环境破坏而消失，成为实现量子信息过程的主要障碍。近年来，如何能在外界环境条件下维持系统间的这种关联性，提高其时效性引起了研究人员的广泛兴趣。在开放系统中，子系间的量子关联动力学将呈现出不同的性质，如经典关联和量子关联衰减的突变行为，量子关联无消相干子空间等。我们将系统研究若干开放系统中量子关联动力学调控方案，分析噪声环境以及外部控制场对量子关联衰减以及其突变行为的影响，讨论各参量信息在量子关联演化过程中的有效性，进一步设计出能够有效延长量子关联无消相干时间，减小或避免环境退相干影响的量子关联动力学调控方案。

本项目研究若干开放系统中的量子关联动力学性质. 我们选取一些二体量子体系，研究其量子关联的动力学演化性质，详细讨论各种参量包括自身和外界参量对其关联性质的影响。研究发现二比特自旋系统在内秉相干条件下，其量子关联并没有完全消失，并且通过调节某些耦合参量还能得到较大且生命较长的稳定量子关联值。利用不同的量子关联度量方式，也研究了几种模型下其关联动力学演化性质，结果显示随着度量方式的不同，对同样的体系，各种方式的动力学演化性质存在很大的差异，比如，纠缠突然死亡而量子失协却始终存在，纠缠的存在突变现象而MID却没有。这些理论研究为我们进一步建立统一的量子关联度量方式提供了一些理论基础。但是为什么对于同样的体系，各种度量量子关联的方式之间存在如此大的差异，还需要进一步深入的研究，以期得到有意义的结果。