量子关联的操控及相关问题的研究

This project will focus on the control and manipulation of the quantum correlations of some cavity QED and solid state systems. We will investigate the influence of various systematic parameters on the quantun correlations of the cavity QED and solid state systems, and discuss the influence of the decoherence on the quantum correlation dynamics and stationary quantum correlations by making use of the dynamical algebraic approach and other analytical methods combining with the numerical methods. We will mainly study how to creat and control the quantum correlations of the cavity QED and solid state systems by using various methods. We also explore the relations of the quantum correlations and interesting problems of physics, such as quantum phase transition, etc. These contents of study are the interesting and fundamental problems of quantnm information, quantum optics and quantum mechanics and has potentail applications.

本项目拟研究一些腔QED系统和固态系统的量子关联的操控及相关问题。我们将有针对性地深人研究一些腔QED系统和固态系统的量子关联及其应用，讨论系统的各种参数和退相干环境对系统量子关联的影响，探索量子关联与量子相变等令人感兴趣的物理问题的关系。研究如何利用各种外场等来有效地操纵和控制这些系统的量子关联，探讨实验能够实现的方案，澄清这方面理论和实验中不断出现的新现象和新概念，为其在量子信息和量子通信中的可能应用提供理论基础。这些研究内容是量子理论，量子信息论和量子光学等学科当前国际物理基础理论的前沿问题。它们的解决不仅对量子理论，量子信息论和凝聚态物理及相关学科的发展起到推动作用，而且具有潜在的应用前景。

本项目主要对一些腔QED系统和固态系统的量子关联及相关的量子相变等问题进行了理论研究，取得了较大的进展。有针对性地研究了一些腔QED系统和固态系统的量子关联动力学以及量子关联的控制和应用，讨论系统的各种参数、初始态和退相干环境对这类系统的量子关联的影响以及如何利用各种外场等来有效地操纵和控制这些系统的量子关联，并探索了与量子相变的关系。研究结果发现在一些腔QED系统和固态系统几何量子关联存在双突然转变现象，提出了利用bang-bang动力学退耦合脉冲延长突然转变时间的方案。首次提出了利用迹距离来研究有限温度量子相变的新方法，发展了利用迹距离加数值重整化群来研究有限温度量子相变的新方法，还提出了一种利用重整化的迹距离与多体纠缠来研究一维和二维自旋链系统量子相变的方法。