非马尔科夫环境下微观宏观纠缠转移

论文摘要

量子纠缠是量子力学中一种非常奇妙的现象,自从这个概念被提出之后,人们对它的争论就从来没有停止过。量子纠缠现象在微观粒子中普遍存在,但是在宏观世界中却很难被观测到,这是因为系统在与环境相互作用时不可避免的会发生退相干现象。我们可以借助腔光机械系统实现从微观到宏观的纠缠转移,通过观察宏观的纠缠现象,可以帮助人们尝试解决量子力学的本质问题。腔光机械系统是最近几十年兴起的学科,由于其超高的品质因子和超高的灵敏度,所以可以用来进行弱力测量和单原子操控等,比如引力波的探测装置中便应用了腔光机械系统。此外,非马尔科夫过程在数学和物理学中有着极其广泛的应用,其中非马尔科夫环境是指系统与环境相互作用的过程中,系统流向环境的信息可以部分的返回到系统中,也就是说环境对系统存在一种反馈。正是由于这种反馈,可以使耗散到环境中的信息部分回流,从而延缓退相干现象。本文研究的理论模型是由超导电路模拟的两个相互耦合的谐振腔(LC回路)组成,其两端分别连接一个可振动的电容器,形成宏观机械振子电容。考虑系统处于非马尔科夫环境中,非马尔科夫环境的强弱可以用记忆时间来衡量,记忆时间越大,非马尔科夫效应越明显,记忆时间趋于零时,环境便由非马尔科夫环境退化到马尔科夫环境。我们通过改变记忆时间的长短来研究环境对纠缠转移产生的影响。通过研究发现,记忆时间越长,即非马尔科夫效应越明显,从环境反馈到系统的信息就越多,从而可以提高从腔到振子之间的纠缠转移。我们还发现当记忆时间较大时,纠缠经历突然死亡之后会出现一个复苏的过程,而且这个过程会重复多次,从而使纠缠保持较长的时间,有效延缓了退相干现象。相反,记忆时间较短时便不会出现纠缠复苏现象。除此之外,我们还研究了记忆时间和纠缠转移速度之间的关系。结果表明,记忆时间越长,纠缠转移的速度越慢,但是最大纠缠转移的比率越高。最后,我们分析了模型中其它参数对纠缠的影响,并且发现,腔的耦合强度不同,纠缠转移的大小也不同。这就要求我们在实现纠缠转移的过程中要选取恰当的参数,从而实现最大程度的纠缠转移。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李皓

导师: 穆青霞

关键词: 纠缠转移,腔光机械系统,非马尔科夫,退相干

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: O413.1

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.001134

总页数: 50

文件大小: 4704K

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