吴文炯，严 凯，谢燕青，郝 翔

（苏州科技大学 数理学院，江苏 苏州 215009）

由局域电场调控的量子演化极限

吴文炯，严 凯，谢燕青，郝 翔*

（苏州科技大学 数理学院，江苏 苏州 215009）

当两能级原子弱耦合至零温单体腔时，施加一个局域电场来有效调控量子态演化速度极限。通过无时间卷积量子主方程，推导了开放系统的退相干过程。量子演化极限与外加电场的频率和强度息息相关。从激发态占有数的观点出发，解释了量子演化极限。

退相干；量子演化极限；局域电场

在量子物理领域中，如量子通信[1]、量子计算[2]、最优控制理论[3]，一个最基本的研究内容就是要探究一个量子系统的演化规律。为了有效衡量量子演化速度，人们基于量子力学基本原理“测不准关系”，提出了量子演化极限时间QSLT[4-14]。对于一个封闭的系统，即不考虑环境对其退相干影响，量子态的演化是一种么正行为。目前，已有两种不同形式的 QSLT：Mandelstam-Tamm（MT）和 Margolus-Levitin[15]（ML），综合写成 QSLT=max{πħ/（2ΔE），πħ/（2E）}。 前者取决于初始态的能量方差，后者取决于初始态的能量平均值。 衡量量子演化时间的主要依据在于如何有效区分量子态。目前，在国际和国内的主流研究中，人们常常采用以下几种量子态区分度，如量子态保真度[16]fidelity（relative purity）、量子态保真度的形式夹角[17]Bures angle和量子费舍尔信息[18]Fisher information。这些方法表明QSLT与实际驱动时间τD密不可分。当τQSL=τD时，量子演化没有潜力加速；然而若τQSL＜τD，则表明可以促进量子演化[19]。最近，人们发现可以通过加强系统与环境相互作用[16-17]或者选取一些特殊量子态[19-20]作为初态来获得量子系统的最大演化速度。……