基于光场环境调控的原子系统量子资源演化研究开题报告

1. 研究目的与意义

量子相干性是一种有用的物理资源，但量子态的相干性常被环境的噪声破坏。利用该资源的一个挑战是保护相干性免受噪声引起的退相干。

因此，本课题就如何保护相干性免受噪声引起的退相干进行研究，希望找到抑制甚至是冻结退相干的方法，为开放式量子信息处理技术提供一定的理论支撑。

2. 研究内容和预期目标

人们通过研究光与物质相互作用的微观过程，可以基于腔量子动力学系统实现量子信息处理。如果周边环境看做是结构化的光场环境，那么调控其量子特性可以进一步研究与之相互作用的原子系统量子相干性。量子相干性主要是指原子系统的量子关联特性。本课题利用开放量子系统的动力学方法，探究环境因素对量子相干性的作用机制，希望利用弱测量的方法，抑制甚至冻结退相干，保护量子相干性。

3. 研究的方法与步骤

量子相干和纠缠都描述了物理系统的量子特性，纠缠也源于叠加原理，这是相干的本质。在实践中，量子纠缠相对于环境噪声是脆弱的。在本课题中，我们采用弱测量保护机制，考虑几种典型的量子噪声信道，结合量子动力学理论和开放量子系统方法，探究量子退相干的物理规律，建立抑制或冻结退相干的调控机制。

4. 参考文献

[1] 李承祖.量子通信和量子计算[m].长沙：国防科技大学出版社，2000.

[2] 尼尔森，庄著；赵千川译.量子计算和量子信息（一）[m].北京：清华大学出版社，2003.

[3] 张永德.量子信息物理原理[m].北京：科学出版社，2005.

5. 计划与进度安排

2024-2024第二学期：

第1周到第2周（2024年2月20日-3月4日）：学生需要根据指导老师下达的毕业论文任务书中的要求，完成开题报告和相干文献的阅读，准备外文翻译。