约瑟夫森电荷量子比特的耗散特性

从环境的两种不同初态(粒子数态和热平衡态)出发,对电荷量子比特的时间演化进行了深入的研究.结果表明:在温度较高(500 mK)时,如果环境初始处在粒子数态,那么翻转算符的衰减时间会比热库处于热平衡态时更长,并且10＞态的布居数算符的渐近值也更小.在温度极低(50 mK)时,电荷量子比特的动力学特性就与环境的初态无关.     

耗散量子隧道系统的变分法研究

本文用变分法研究了耗散量子系统中的声于基态及其对局域一退局域相变条件的影响.发现: 1. 声子基态不仅存在通常的位移效应, 而且还有形变效应. 本文提出的位移一压缩态可同时描述这两种效应; 2. 声子基态的选择对相变条件有很大影响.随着声子基态能量下降,相变曲线将向强祸合方向移动.关键词：     

量子无规运动与核耗散

从动力学对称性观点出发考察了量子规则运动与无规运动 .用能级动力学研究了从量子规则运动向量子无规运动的过渡 ,给出了导致能级混沌的条件 ,揭示了造成能级混沌的机制 .用混沌态矢的特征解释了原子核的各态历经集体态的衰变特性 .研究了重离子碰撞中核耗散与动力学对称性破坏之间的关系. Quantum regular and irregular motions are investigated from the viewpoint of dynamical symmetry. The transition from quantum regular motion to chaotic motion is studied by level dynamics and computer experiments. The conditions for onset of quantum chaos are presented.The mechanism for causing chaotic level spectrum is unveiled. The decay behavior of the nuclear ergodic collective states is explained in terms of the peculiar property of chaotic states. The connection between nuclear...     

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.     

单光子量子路由的耗散影响

单光子量子路由对于在芯片中实现量子信息交换具有重大意义。研究单光子量子路由中的耗散影响能够更加真实的模拟实际实验的结果。研究发现耗散能级的存在使得同等条件下的量子路由概率减小,并且需要相对较强的耦合才能取得最大量子路由概率。同时,也建立了共振条件下量子路由概率同耦合强度以及耗散强度间的关系。     

耗散量子隧道系统中的形变效应与热库维数的关系

本文利用微扰及变分法研究了耗散量子隧道系统中热库声子波函数的形变效应,发现形变与热库的维数有关。随着维数降低,一方面形变效应增大,另一方面形变效应对量子隧道系统的影响变得更为显著。关键词：     

量子耗散微扰方法的适用性

将微扰量子耗散理论得出的两态线性吸收光谱与严格结果相比较. 所考虑的近似理论为两套完备两阶量子耗散方程,其一为标准的编时微扰方法,另一为所谓的完备二阶驱动耗散耦合方程. 对于两态线性吸收光谱,可以得到解析解,将结果与严格公式比较,来评估这两种方法的适用性和应用范围.     

数学量子位与物理量子位的差别

本文讨论了量子位概念的数学定义和物理实现,指出了两者之间的差别.我们发现,量子信息研究中采用的量子位概念是数学的,不是物理的,而物理的量子位在应用中存在本质性的概念问题,包括无法读写,需要无穷大的精度,与经典熵的定义矛盾,等等.     

耗散环境单量子点体系输运过程的量子速度极限研究

基于量子点输运理论与B ures角度量的方法,研究了耗散环境下单量子点系统输运过程中的量子速度极限特性.结果表明:由于隧穿过程存在库仑阻塞效应与量子相干效应,系统可加速能力随左侧隧穿概率有微小的变化;然而,系统可加速能力随右侧隧穿概率变化明显,归因于动力学通道阻塞与共隧穿的共同效应.能级差的增大使系统向目标态演化需要更长的时间,从而改变系统的加速潜力以及随时间演化的震荡频率.耗散环境中弛豫速率对系统可加速能力的影响不是单调的,存在一个有趣的转折点,当弛豫速率小于该点时,系统的可加速能力产生震荡变化,当弛豫速率大于该点时,加速潜力的变化受到了弛豫速率的单调抑制,弛豫速率的增大总体上抑制了系统的可加速能力.     

抛物线性限制势二能级系统量子点量子比特的温度效应

应用Pekar变分方法,在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合条件下,得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的本征波函数.以量子点中这样的二能级体系作为一个量子比特.当电子处于基态和第一激发态的叠加态时,计算出电子在时空中作周期性振荡的概率分布.并且得出了概率分布随温度及耦合强度的变化关系.关键词：量子点量子比特温度效应     

Quantum Computation with Two-Level Systems in Current-Biased Josephson Junction

We present a feasible scheme that realizes quantum computation using the two-level systems （TLSs） in Current-biased Josephson junction （CBJJ） under the present experimental technology. Effective manipulation of the TLSs by CBJJ serving as register qubit can be obtained, such as initialization, single-qubit rotations, two-qubit gates, entanglement generation, and read out, etc. In addition, we also discuss the experimental feasibility and efficiency of the scheme.     

计及厚度下量子点量子比特的电磁场依赖性

在电子-体纵光学（Longitudinaloptical'LO）声子强耦合条件下'采用LLP-Pekar型变分法推导出计及厚度下量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数以及平均声子数的电磁场依赖性。在此基础上'以极化子的二能级结构为载体构造了量子点量子比特。数值计算结果表明：量子比特的振荡周期T₀随量子点厚度L的增加而增大'随磁场的回旋频率ω_c、电场强度F和电声子耦合强度α的增加而减小。量子比特的概率密度|Ψ（ρ'z't）|²随电子横向坐标ρ的变化呈现\"正态分布\"并受到量子盘厚度L和有效半径R₀的强烈影响'随电子纵向坐标z、角坐标φ和时间t作周期性振荡变化。消相干时间τ随磁场的回旋频率ω_c、色散系数η和电子-声子耦合常数α的增加而增大'随电场强度F、量子点厚度L和有效半径R₀的增加而减小。量子点的厚度是量子点量子比特的一个重要参数'理论上可以通过设计不同的量子盘厚度并结合调节外加电磁场的强度'达到调控量子比特振荡周期、消相干时间大小的目的。

     

费米型级联运动方程的绝热截断方案

研究开放量子系统的量子耗散动力学对于理解许多新奇量子现象背后的机制和实现量子器件的精确量子态控制具有重要意义. 级联运动方程方法已成为研究这类量子耗散动力学最常用的数值方法之一. 然而,在处理强电子关联系统时,准确描述强关联效应需要高的级联截断层数. 这导致级联运动方程方法需要耗费大量物理内存和计算时间. 为了解决该问题,将具有最快耗散速率的耗散模式与其他较慢的耗散模式分离,提出了一种级联运动方程的绝热截断方案. 在单杂质安德森模型上进行的数值测试表明,与传统的方案相比,该截断方案显著地降低了级联运动方程收敛需要的截断层数. 此外,该截断方案缓解了长时间耗散动力学中的数值不稳定性.     

Temperature Effects of Parabolic Linear Bound Potential and Coulomb Bound Potential Quantum Dot Qubit

On the condition of electric-LO phonon strong coupling in a parabolic quantum dot, we obtain the eigenenergy and the eigenfunctions of the ground state and the first-excited state using the variational method of Pekar type. This system in a quantum dot may be employed as a two-level quantum system-qubit. When the electron is in the superposition state of the ground state and the first-excited state, we obtain the time evolution of the electron density. The relations of the probability density of electron on the temperature and the electron-LO-phonon coupling constant and the relations of the period of oscillation on the temperature, the electron-LO-phonon coupling constant, the Coulomb binding parameter and the confinement length are derived. The results show that the probability density of electron oscillates with a period when the electron is in the superposition state of the ground and the first-excited state, and show that there are different laws that the probability density of electron and the period of oscillation change with the temperature and the electron-LO-phonon coupling constant when the temperature is lower or higher. And it is obtained that the period of oscillation decreases with increasing the Coulomb bound potential and increases with increasing the confinement length not only at lower temperatures but also at higher temperatures.     

磁场方向调制的InAs量子点分子量子比特

在有效质量近似条件下研究了由两个垂直耦合自组织InAs量子点组成的双电子量子点分子的电子结构,在此基础上利用系统的总自旋提出了一种磁场方向调制的量子比特方案.电子的相关效应可以导致系统的总自旋在0和1之间转换,值得注意的是,通过调节外部磁场的方向来实现这种转换,而不是像以往那样通过改变外部磁场的大小.结果支持利用系统的总自旋作为磁场方向调制的量子比特的可能性,而且因为高质量的垂直耦合量子点分子的制作工艺已经成熟,所以这是一个非常现实的量子比特设计方案.关键词：量子点分子磁场方向调制量子比特     

Temperature Effects of Parabolic Linear Bound Potential and Coulomb Bound Potential Quantum Dot Qubit

On the condition of electric-LO phonon strong coupling in a parabolic quantum dot, we obtain the eigenenergy and the eigenfunctions of the ground state and the first-excited state using the variational method of Pekar type. This system in a quantum dot may be employed as a two-level quantum system-qubit. When the electron is in the superposition state of the ground state and the first-excited state, we obtain the time evolution of the electron density. The relations of the probability density of electron on the temperature and the electron-LO-phonon coupling constant and the relations of the period of oscillation on the temperature, the electron-LO-phonon coupling constant, the Coulomb binding parameter and the confinement length are derived. The results show that the probability density of electron oscillates with a period when the electron is in the superposition state of the ground and thefirst-excited state, and show that there are different laws that theprobability density of electron and the period of oscillation change with the temperature and the electron-LO-phonon coupling constant when the temperature is lower or higher. And it is obtained that the period of oscillation decreases with increasing the Coulomb bound potential and increases with increasing the confinement length not only at lower temperatures but also at higher temperatures.