耗散环境下二比特体系的量子关联性质研究

利用Quantum Discord(QD)判据,研究了与热库相互作用的二比特体系的量子关联性质.讨论了在不同初态下体系量子关联随时间的变化,以及热库的平均光子数m,n和原子的自发辐射率γ对体系量子关联性质的影响.结果表明,在不同的初态下,体系可以得到不同性质的量子关联;而且当原子自发辐射率γ取固定值时,QD的衰减会随m,n取值的减小而减慢,热库平均光子数都为零的情况下能够得到最大范围的量子关联;此外,当热库平均光子数m,n取确定值时,随着γ取值的减小,QD的衰减也会随之减慢,此时同样会得到较大范围的量子关联.说明较小的热库平均光子数以及原子自发辐射率γ能够减弱QD的衰减,从而获得生命力较强的体系量子关联.     

原子—场耦合系统中非局域性和纯度

本文讨论了光场初态和热库对原子——场耦合系统中量子非局域性和线性熵的影响。我们发现如果腔场无损耗且处于真空库，原子——场态会周期性的展现量子非局域性，原子和场的线性熵也会周期性地振荡，其周期和量子非局域性变化的周期相同。如果腔场损耗很弱而且热库的平均光子数很小，量子非局域性会消失，原子和场振荡的振幅逐渐减小。量子非局域性消失的速度取决于初始压缩相干态的幅度、腔的衰减系数和热库的平均光子数N。场越强、平均光子数和衰减系数越大，非局域性减弱的越快。     

双量子点电荷比特的散粒噪声谱

考虑基底声子热库的耗散效应,推导了双量子点电荷比特的主方程,并利用全计数统计方法计算了双量子点电荷比特的平均电流和Fano因子.结果表明:声子热库的耗散引起平均电流关于其峰值的非对称分布和Fano因子双峰的非对称分布,并且随着声子热库温度T的升高,平均电流的非对称分布越强,Fano因子的峰值逐渐降低,直至超泊松分布行为消失.     

热库诱导的两比特量子纠缠与量子关联

对比研究了处于热库中的两量子比特的量子纠缠和量子关联随时间的演化。数值模拟的结果表明,尽管热库几乎总能诱导两量子比特的量子纠缠与量子关联,但二者的动力学演化并不完全相同。在与热库的相互作用中,两比特初始形成量子纠缠,随后纠缠逐渐消失,两比特形成纠缠以外的量子关联并得到维持。由此看出,相比于量子纠缠,量子关联对消相干的影响表现得更为稳健。     

耗散环境下原子-库场相互作用系统中原子的偶极压缩特性

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了处于真空库和热库中原子系统的偶极压缩特性,讨论了原子的初态以及热库的平均光子数对原子偶极压缩特性的影响.研究表明:真空库中,初始处于基态和激发态的叠加态原子,当激发态的粒子布居概率少于基态时,原子的偶极压缩无限接近于零而永远不消失;反之,原子的偶极压缩将在有限的时间内消失;热库中,不管原子初始处于什么态,其偶极压缩都在有限的时间内消失,并且随着热库的平均光子数的增大而消失得越快。     

囚禁离子与调制热库相互作用时的退相干特征

解析地分析了在囚禁离子中由热库导致量子退相干的控制问题,提出了一个基于热库调制的抑制退相干的一般方法.热库的调制可利用外加的光场与离子相互作用来实现.应用这个方法,适当地选择热库调制参数,可以有效消除量子退相干.计算表明:在高的调制频率下,用这个机制来抑制退相干的效果与宇称激励机制相似.宇称激励机制不仅要求外场是±π脉冲而且要求脉冲既快又强,而热库调制机制仅要求外场频率足够高,因此,热库调制机制优于宇称激励机制.     

在任意温度的热库中量子位的消相干

本文在Markov 近似下推导了在任意温度的热库中,一个量子位(qubit)的主方程,并由此讨论了由于振幅阻尼而引起的量子位消相干(decoherence). 结论表明量子位的跃迁频率与热库的特征频率及截止频率的关系对消相干有明显的影响。     

纳米隧道结的量子电容现象

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结,通过对单电子隧穿谱的测量,研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化,发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为,为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据.     

纳米隧道结的量子电容现象

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结，通过对单电子隧穿谱的测量，研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化，发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为，为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据。     

原子与热库相互作用系统中的三体纠缠特性

利用Ket-Bra纠缠态方法,求解了原子与热库相互作用系统中的密度矩阵主方程,得到了密度矩阵的演化表达式.考虑三个二能级原子独立与热库相互作用的情况,利用负本征值度量三体纠缠,研究了系统中原子间的三体纠缠特性.采用数值计算方法,讨论了热库平均光子数和原子自发辐射率对原子间三体纠缠特性的影响.研究结果表明:随原子自发辐射率和热库平均光子数的增大,原子间的三体纠缠衰减加快.     

量子隧道系统与两声子库关联压缩基态的变分法研究

用变分法研究了量子隧道系统与两声子库的关联压缩变换的基态能量．发现：1)对两个声子模式,在一定模型参量下,考虑关联效应后的声子基态能量比不考虑关联效应的声子基态能量更低．2)对于不同的模型参量,关联效应的影响也不同：在声子与二能态系统的共振区内,随着两个声子间的耦合度及对共振峰值的逼近,关联效应将随之增强.     

Isotope effects in the diffusion of hydrogen

Isotope effects in diffusion of hydrogen atoms are investigated theoretically. It is shown that isotope effect is reduced by a nonadiabatic effect of the heat bath so that the classical‐quantum crossover temperature and quantum tunneling rate lose their mass dependence. On the other hand, isotope effect is reversed in classical hopping rate under strong spatial confinement at the barrier top. These results indicate that isotope effects can be the means of observing influences of many degrees of freedom characterizing environment in diffusion process. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Peculiarities of two-photon impurity absorption spectra in a quantum molecule with a tunnel-transparent potential barrier

The effect of dissipative tunneling parameters on the spectral dependence of the probability of two-photon impurity absorption in a quantum molecule is theoretically investigated. The effect of the tunnel barrier transparency on two-photon impurity absorption in a quantum molecule is shown to manifest itself as a change in the width of energy levels of the virtual and final states due to variations in such parameters of dissipative tunneling as temperature, photon-mode frequency, and the constant of interaction with a heat bath.     

Observed two-dimensional tunnel bifurcations in an external electric field

The controllability problem for two-dimensional dissipative tunneling in the system of tunnel-coupled quantum dots (a quantum molecule), interacting quantum molecules, and the system “ACM/CTM cantilever tip-quantum dot” simulated by a 2D oscillator potential in a heat bath and an external electric field is investigated. The obtained results qualitatively correspond to the separate experimental volt-ampere characteristics (VACs) for the system “platinized ACM/CTM cantilever tip-gold quantum dot” obtained at Scientific-Research Physical-Technical Institute with Nizhnii Novgorod State University. The previously-predicted 2D tunnel bifurcations with dissipation for the case of interacting particles tunneling in parallel are found to be experimentally observed and stable.     

量子隧道系统与两声子库关联压缩基态的变分光研究

The variational approach is applied to the study of the ground state of quantum tunneling system interacting with two phonons by use of a correlated-squeezed transformation.We find1) For the two phonons bath,the ground state energy of the phonons with correlation effect is lower than that without correlation effect;2) The effect of correlation varies with the mode parametersIn the resonant regime of the phonons and two-state system,the correlation effect is more significant and will be strengthened together with the increase of coupling coefficient.     

InAs量子点在肖特基势垒二极管输运特性中的影响

在77到292K的范围内,系统研究了含InAs自组装量子点的金属-半导体-金属双肖特基势垒二极管的输运特性.随着温度上升,量子点的存储效应引起的电流回路逐渐减小.在测试温度范围内,通过量子点的共振隧穿过程在电流电压(I-V)曲线中造成台阶结构,且使电流回路随温度的上升急剧减小.根据肖特基势垒的反向I-V曲线,计算了势垒的反向饱和电流密度和平均理想因子.发现共振随穿效应使肖特基势垒在更大的程度上偏离了理想情况,而量子点的电子存储效应主要改变了肖特基势垒的有效势垒高度,从而影响了势垒的反向饱和电流密度 关键词： 自组装量子点 肖特基势垒 电流-电压特性     

低温下YBCO磁弛豫特性研究

通过建立磁通线的量子隧穿模型,并结合热激活磁通运动下的理论结果,本文对0～30 K范围内高温超导体YBCO的磁弛豫现象进行了研究,得出了在该温度范围内量子隧穿效应和热激活磁通运动混合共存的重要结论.     

一种纳米硅薄膜的传导机制

基于对实验和理论的分析，提出一种异质结量子点隧穿（HQD）模型，并导出了纳米硅薄膜电导率完整的表达式．其主要思想是，纳米硅薄膜中的微晶粒（几个纳米大小）具有量子点特征，在微晶粒与界面之间由于两者能隙的差异构成晶间势垒，这类似于多晶硅中经常使用的晶间势垒模型（GBT）．考虑到量子点中的单电子隧穿特征，认为纳米硅薄膜中的电传导是由微晶粒中电子弹道式输运与单电子越过势垒的隧穿构成的．这就是HQD模型的主要内容，理论结果与实验相符 关键词：     

分子磁体与环境的纠缠和退相干

本文研究了双轴分子磁体在耗散环境中的相干量子隧穿,作为环境的声子库抑制了相干量子隧穿,从而引起分子磁体中薛定谔猫态的退相干. 而环境内部声子之间的相互作用会导致分子磁体与热库之间退耦合,于是对退相干有一定的抑制作用. 在绝热近似和非绝热近似下,借助于约化密度矩阵计算了超Ohmo耗散中分子磁体与环境之间的纠缠度,当纠缠达到最大时,相干隧穿被完全抑制.     

耗散两态系统的动力学特性

利用Born-Oppenheimer近似研究了零温时耗散两态系统的动力学特性.在不同环境谱分布下,给出了两态之间的跃迁几率随时间的变化.数值结果表明:当环境的谱分布为Ohmic形式时,跃迁几率是一个衰减的函数;而当谱分布为随机取值时,跃迁几率具有“量子跳跃”的特性.与之相对比,我们还给出了当把环境等价成无穷多个谱振子的集合时,跃迁几率随时间的变化.