PDF《运用量子约束动力学对具有耗散 的量子位的追踪控制 ！》

运用量子约束动力学对具有耗散 的量子位的追踪控制! 祝敬敏!) 王顺金!) ") # !) (四川大学物理系,成都 $!%%$&) ") (兰州重离子加速器国家实验室核理论中心,兰州 '(%%%%) ("%%$ 年!月!$ 日收到;

"%%$ 年(月"( 日收到修改稿) 在有限温度环境内, 量子约束动力学及其追踪控制可使退相干系统的相干性稳定一段时间) 约束方程产生的 控制场能够按量子比特的动力学状态进行控制 (量子动力学轨道的反馈控制) ;

依靠量子比特的这种反馈效应, 可 使量子位稳定在设定的时间内)同时, 在量子位的稳定方面, 温度扮演一种消极的角色) 关键词: 量子约束动力学,耗散量子位的控制,追踪控制,量子比特的反馈效应 !国家自然科学基金 (批准号: , 教育部博士点基金和中国科学院兰州重离子加速器国家实验室理论中心基金资助的 课题) # 通讯联系人) -.

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B 用此技术来控制 存在于马尔柯夫环境中的单个量子比特的耗散, 他 们阐述了一个量子比特的相干性可以被稳定一段有 限的时间, 直到控制场发生奇异)在这个方案里, 控制 场被量子比特的状态瞬时调制, 在他们的文章里, 只 讨论了纯失相过程, 系统与环境之间没有能量交换) 最近, 安钧鸿等 ['] 用此技术讨论了在有限的温 度环境内, 怎样控制与环境相互作用的单个量子比 特的耗散过程以及与此相关的相干性稳定性问题) 他们讨论了一个量子比特在布洛赫球的一个大平面 内的相干性可以被稳定一段有限的时间, 直到控制 场发生奇异)但是, 对一个耗散的量子比特最重要的 控制, 是保持量子位的上下两个状态的稳定性)这正 是本文的目的) 在这篇文章里, 我们将应用类似的方法进一步 研究一个量子比特的量子位的稳定性问题) 我们将 阐明, 依据量子约束动力学, 可以设计一个具有量子 比特动力学反馈效应的哈密顿量, 使一个量子比特 的量子位稳定一段有限的时间)同时也将阐明, 控制 的时间段的长短与量子比特的初始状态有关) "@ 主方程 考虑一个被时间有关的磁场驱动的二能级原子 与环境热辐射场相互作用的系统, 环境效应被描述 为一个量子比特与一个热辐射场的耦合, 其哈密顿 量为 [,] ! D !" E " # ! "#$E # $# E " # (%#$# #E E & ) ') , (!) 其中 !" D ! " [() (*) #) E (+ (*) #+ E (, (*) #, ] , () D! "% E - ! .' /) , (+ D - ! .' /+ , (, D - ! .' /, ) 上式第一项是在外磁场中的二能级原子的哈密顿 量, 第二项是环境热辐射场 (光子) 的哈密顿量, 第三 项是两者的相互作用, 其中 $ E # , $# 分别表示环境热 辐射场光子的产生、 湮灭算符;

"% , "# 分别是二能 级原子的跃迁频率和辐射场频率;

%# 表示二能级原 第** 卷第!% 期"%%$ 年!% 月F"%%$F** (!%) F*%!,.%* 物理学报GHIG JKLCMHG CMNMHG O:2)**, N:)!%, P?