开放系统中的量子信息.pdf

《开放系统中的量子信息.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、QuantumInformationinOpenuantumSystemsXiao-MingLuSupervisor：ZhejiangInstituteofModernPhysicsDepartmentofPhysicsZhejiangUniversityMarch，2011SubmittedintotalfulfilmentoytherequirementsyorthedegreeoyPh．D．inTheoreticalPhysics㈣螋匠趑丕统圭的量王焦皇论文作者签名：指导教师签名：⑧评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会

2、主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：r女f生笠生一，^～础炒触p。’。炒∥．殳一／7弘疋一／／名删一／Author’SsignaturSupervisor'ssignatuExternalReViewerS．．筮芝迓矿ExaminingCommiExaminingCommittDateoforaldefence：March2011【．．．．．—————一浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中／{i包含其他入已经发表或撰写

3、过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：俘磁铭签字目期：z叫年z月彳I学位论文版权使用授权书．本学位论文作者完全了解．堂婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权．堑至三本堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，町以采剧影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：歹荔皖鞔导师签名

4、：签字日期：加lJ年多月巧日签字日期：乙，，年乙月乙J1【．．．．————————————．．．．．．．．．．．———摘要在过去的几十年里，量子信息学一直是一门蓬勃发展的学科。然而，系统与环境的相互作用给量子信息处理的具体实现带来了巨大的困难。因此，我们主要关注子开放系统中的量子信息。本论文讨论了在量子开放系统中的量子相干性、量子关联和量子Fisher信息。在论文的第一章“绪论’’中，我们对量子信息学做了一个简单的介绍。在第二章中，我们介绍了量子信息学中的一些基本概念，为之后几章的论述打下基础。本论文的第三、四、五章详细介绍了我们的研究以

5、及取得的成果，具体如下：在第三章中，我们主要考虑了环境诱导的退相干问题。在纯退相模型中，我们发现由处在热平衡态的环境诱导的退相干因子可以分为两项，它们有不同的物理来源和时间依赖关系。更一般的，由环境诱导的退相干因子直接依赖于我们引进的基于参考态的算符保真度和保真率，并且在此基础上我们构造了幺正算符空间上的黎曼几何。类似于量子保真度能够用来描述量子相变，基于参考态的算符保真度和保真率能够用来描述由环境诱导的退相干。此外，我们还将讨论环境的量子临界性对算符量子几何张量以及退相干因子的影响。在第四章中，我们主要关注量子／经典关联以及它们在开放系

6、统中的演化。我们提出了一种获取经典关联的有效方案，它能以很大的概率命中最优化的局域测量。我们讨论了这种方案的效率，并且在此基础上提出了量子谐错的一个上界用来估计量子关联的大小。在开放系统中，量子关联往往会发生衰减。我们发现量子谐错的几何度量的时间演化有时并不能准确地反映量子谐错的衰减模式。但至少对于Bell对角态来说，我们证明了几何度量能够准确地反映量子谐错的衰减模式。在第五章中，我们重点讨论了开放系统中的量子Fisher信息及其对开放系统动力学的影响。我们澄清了在开放系统非马尔可夫性的传统表述中出现的“记忆”和“信息”的概念，并提出了量

7、子Fisher信息流的概念。在这个框架下，向内的量子Fisher信息流就意味着非马尔可夫性质的出现。我们指出向内的量子Fisher信息流的上游不仅仅是环境，还可能是系统和环境之间的关联，这修正了传统表述中“信息从环境返回到系统"的提法。最后，我们给出了度开放系统中的量子信息结和展望。量子关联、Fisher信息、非马尔可夫AbstractOverthepastseveraldecades，quantuminformationsciencehasbecomeafastdevelopingdiscipline．Theinteractionbet

8、weenquantumsystemsandenvi-ronmentbringsgreatdifficultiestotheimplementationofquantuminformationp