開(kāi)放量子體系中幾何相位的研究.pdf

1、幾何相位因其只依賴于量子體系的拓?fù)湫再|(zhì)而得到了廣泛的研究，它在解釋或預(yù)言凝聚態(tài)物理、分子物理以及物理學(xué)其他領(lǐng)域中的現(xiàn)象起著非常重要的作用。由于幾何相位在量子信息中的潛在應(yīng)用，對(duì)于其在開(kāi)放系統(tǒng)中以及非線性系統(tǒng)中的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本論文主要利用量子跳躍方法和么正變換方法研究了開(kāi)放系統(tǒng)以及非線性系統(tǒng)中的幾何相位的性質(zhì)，主要工作包括以下幾個(gè)方面： 1. 理論上分析了自旋粒子與隨機(jī)漲落電磁場(chǎng)相互作用系統(tǒng)的幾何相

2、位，主要是在量子Markov近似的基礎(chǔ)上，通過(guò)求解該系統(tǒng)的本征態(tài)，計(jì)算該系統(tǒng)的幾何相位，重點(diǎn)討論了經(jīng)典場(chǎng)的漲落對(duì)幾何相位的影響。結(jié)果表明，絕熱幾何相位的幾何特性可以降低場(chǎng)的隨機(jī)漲落對(duì)幾何相位造成的影響。 2. 討論了場(chǎng)的退相干對(duì)復(fù)合系統(tǒng)幾何相位的影響，基于存在相互作用的兩個(gè)自旋1/2體系構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)，分別討論了經(jīng)典場(chǎng)和量子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)子體系的情況下，由于場(chǎng)的退相干對(duì)幾何相位造成的修正，著重分析了系統(tǒng)在絕熱演化和非絕熱演化下量子場(chǎng)

3、的退相干對(duì)系統(tǒng)幾何相位的影響。結(jié)果表明，退相干對(duì)絕熱相位的最低級(jí)修正與退相干系數(shù)λ的二次方成正比，而對(duì)非絕熱相位的最低級(jí)修正與λ的一次方成正比。 3. 研究了一般的非線性二能級(jí)量子系統(tǒng)中的幾何相位，分析了場(chǎng)的非線性和原子-場(chǎng)耦合非線性對(duì)幾何相位的影響，討論了在近共振情況下和遠(yuǎn)共振情況下幾何相位的性質(zhì)。結(jié)果表明，在固定的耦合強(qiáng)度下，幾何相位隨光子數(shù)的增多而增大，且真空?qǐng)鲂?yīng)可以誘導(dǎo)相關(guān)的幾何相位，在一定的條件下，幾何相位的小數(shù)部分