量子弱测量下开放量子比特系统的非经典效应

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非经典效应是由于量子系统之间的相互作用而产生的一类奇特的量子效应,它不同于经典物理的特性。近年来,非经典效应受到了人们越来越多的关注,因为它在量子信息处理和量子计算中是实现各种任务的一种有效资源。而一个真实的量子系统不可避免要与它周围的环境发生相互作用,破坏了量子体系的相干性,导致量子体系非经典效应的衰减甚至消失。因此,如何有效控制外界噪声环境对量子体系相干性的影响,提高或者保护量子体系的非经典效应,是当前量子光学研究领域所关注的重要课题。最近几年来,人们对量子弱测量和测量反馈进行了大量的理论研究和实验探究,发现它能够有效抑制由量子系统与环境相互作用而产生的退相干效应。那么,通过量子弱测量和测量反馈是否也能提高或者改善量子体系的非经典效应呢?本文运用量子弱测量的基本理论研究了开放量子比特系统的非经典效应,取得了一些具有创新性意义的结果。本文的主要研究内容和创新点如下:  第一章介绍了量子测量以及弱测量的基本理论。具体给出量子测量的定义,介绍了几种典型的量子测量,叙述了量子弱测量以及相关量子测量反馈的基本概念。  第二章描述了量子系统几种典型的非经典效应。具体介绍了量子系统的量子相干性及其度量方法、量子纠缠性、原子算符的压缩效应等主要量子系统的非经典效应。  第三章简要介绍了开放量子系统的基本理论。首先给出封闭量子系统和开放量子系统的定义,然后详细给出了求解开放量子系统的主方程方法,最后介绍了几类常见的量子信道以及它们的算子和表示。  第四章研究了量子弱测量和量子反馈测量下开放单、双量子比特系统的相干性以及二能级原子算符的压缩效应等非经典效应,考察了量子弱测量和量子反馈测量对开放量子比特系统非经典效应的影响。结果表明:量子弱测量和量子反馈测量能够提高或者保护量子体系的非经典效应。  第五章对全文做了总结与展望。
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