论文摘要
近年来,有许多处理量子耗散系统的理论被提出,其中比较有影响的是1983年由A. O. Caldeira和A. J. Leggett提出的系统加环境模型,该模型在绝热近似下能够较好地描述量子耗散系统的动力学性质。对于少能级系统,Markov和非Markov近似方法都可以处理Caldeira-Leggett模型,这些方法有随机动力学、Redfield主方程、路径积分、量子朗之万方程等等。但是对于连续变量系统,可以求解的方法为数不多。本论文分别用路径积分影响泛函和量子朗之万方程两个方法研究了连续变量两体耦合系统的量子耗散动力学性质。本论文主要分为三部分,第一部分介绍了路径积分的相关知识,利用L.S. Schulman的方法,分别计算了孤立的谐振子和驱动的谐振子的传播子。根据计算出来的传播子与Feynman-Vernon影响泛函理论,推导出了系统在单谐振子环境与Caldeira-Leggett环境下的影响泛函。这个推导影响泛函的方法是第二部分的基础。第二部分用路径积分影响泛函的方法研究了连续变量两体耦合系统。从系统的哈密顿量出发,根据第一部分推导影响泛函的方法,推导出了系统的影响泛函与有效传播函数,最后用R. L. Feynman的傅里叶级数展开法求解出了系统路径积分的前置因子,为进一步求解约化密度矩阵做了准备。第三部分用量子朗之万方程的方法研究了连续变量两体耦合系统。从系统的哈密顿量出发,推导出了二阶近似下的量子平均朗之万方程与修正量的动力学方程。数值求解全部动力学方程并利用段路明的连续变量纠缠判据,发现,在本论文中给定的初始条件下,两体耦合系统从初始时刻开始一直到16ps左右,它们之间振动地存在纠缠。本论文用路径积分影响泛函方法研究的约化密度矩阵包含了系统的全部信息,有助于连续变量两体耦合系统的动力学研究;同时,采用量子朗之万方程方法研究系统的纠缠性质,没有使用任何纠缠测度。这是一种全新的研究量子耗散系统的纠缠动力学的方法。这些研究结果对于量子通信中量子通道的构建有所帮助。最后我们对整篇论文作了总结并进行了展望。