自旋链环境对开放系统退相干过程的影响

退相干是量子信息理论中的一个基本概念，也是实现量子计算的主要障碍之一。对于以自旋链模拟环境的简单复合系统模型，系统退相干过程对于环境自旋链初态的选取十分敏感。本项目以此为出发点，主要考察环境自旋链初态对于系统退相干过程的影响，尤其是在量子临界点附近的影响。我们拟用系统相干因子的动力学演化来描述系统的退相干过程，通过对比由不同的自旋链初态所得到的相干因子的解析表达式以及数值计算结果，分析总结相干因子的演化对自旋链初态选取之间的依赖关系。重点是比较不同初态下相干因子的衰减速度，并探索影响退相干速度的因素。另外，本项目还将考察相干因子呈高斯型演化的情况，分别在弱耦合和强耦合条件下找出高斯型演化出现的条件，分析不同参数条件下高斯型相干因子演化之间的区别与联系，结合相干因子的解析表达式，总结高斯型演化产生的数学机制，并给予物理解释，为减缓退相干过程提供参考。

我们通过推导相干因子动力学演化的解析表达式并进行数值计算，研究了环境自旋链初态对于体系退相干过程的影响。我们发现体系退相干速度随环境温度的增加并非单调加快。另外我们还得到了相干因子的演化在不同机制下可以用高斯函数描述的条件以及高斯函数的参数与体系参数的关系。此外，我们还发现了一种计算Lipkin模型中激发态贝里相位的方法，研究了激发态量子相变点附近的贝里相位。