多种热库环境对超导量子比特量子关联影响的研究

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1、Abstract独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

2、论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要随着量子计算和量子通信技术的发展，超导量子比特在量子信息技术中已显示出了巨大的潜能。固态量子比特更是因为它的可集成性而成为实现量子计算机最具有潜力的元件之一。但由于环境对量子比特的耗散作用过强，在量子调控过程中，量子比特与环境的相互作用或者其他的原因，

3、会导致量子相干性的消失，从而使量子信息散失在无法控制的环境中，出现退相干现象。量子关联被认为是研究量子信息过程中必不可少的一种资源，为此，我们研究了初始纠缠的量子比特在不同的环境下纠缠度和量子失协的动力学演化。1.基于电路理论与Bloch-Redfield方程，研究了超导磁通量子比特电路的动力学演化。在二能级近似下，我们比较分析了欧姆、亚欧姆、以及超欧姆热库环境对超导磁通量子比特退相干的影响。研究结果表明：(1)一般来说可以通过选取弱耦合系数，尽量降低与环境的耦合，获得相对长的退相干时间；(2)相比较来说,

4、在其他条件不变时，构建一个亚欧姆热库环境或超欧姆热库环境更有利于提高退相干时间；(3)超欧姆热库环境下，提高环境指标系数有利于延长超导磁通量子比特的退相干时间。因此，在一定的条件下，我们可以通过优化电路的设计，利用电感线圈间的耦合效应，降低系统的退相干。2．我们在不同环境耗散模型下，给出了耦合量子比特量子关联的动力学演化，比较研究了共生纠缠度和量子失协的变化特点。研究发现纠缠度强烈地依赖于初始环境，并在演化过程中不可避免地发生纠缠死亡(ESD)现象；在一定的初始条件下，纠缠的演化会出现坍塌和复苏效应(dar

5、kandbrightperiods)，但最终纠缠度仍会等于零。由于退相干的影响，尽管量子失协也会最终减小到零，但与纠缠的演化不同，量子失协一般不会发生纠缠突然死亡现象，而且量子失协生存时间更长，也就是说利用量子失协更有利于量子信息处理。关键词：量子比特；退相干；热库；共生纠缠度；量子失协。ⅠAbstractAbstractWiththedevelopmentofthequantumcomputingandquantumcommunicationtechnology,superconductingqubits

6、showsenormouspotentialinquantuminformationtechnology.Becauseofthesolid-statequbitscanbeintegrated,itbecomesoneofthemostpotentialcomponentsinrealizingthequantumcomputers.Duetothestrongdissipationoftheenvironmenttothequbit,inthequantumcontrolprocess,thequbit

7、interactionwiththeenvironmentorotherreasons,willleadtothedisappearanceofthequantumcoherence,thequantuminformationwilllostintheuncontrolledenvironment,andthedecoherencephenomenonappearance.Thequantumcorrelationisconsideredtoanessentialmethodtostudythequantu

8、minformationprocess,tothisend,wehavestudiedtheinteractionbetweenthecoupledqubitsandthesystem,andanalyzedtheeffectoftheinteractiontotheconcurrenceandthequantumdiscord.1.BasedontheclassiccircuittheoryandtheBloc