闫丽

(菏泽学院物理与电子工程学院,山东 菏泽 274015)

0 引言

在量子信息研究领域中,量子系统演化速度是一个基本而重要的问题,它决定了一个量子在特定的过程中从现态演化到目标态所需要的时间,而这个动力学过程能达到的最短时间被定义为量子速度极限时间(QSLT)[1],它在研究量子系统演化时间时起到关键作用,进而为量子关联的度量提供了依据。量子速度极限在量子通信[2]、量子计算[3]、量子最优控制[4]等多个领域中有重要的应用。目前,在封闭系统和普遍的开放系统中对于量子速度极限时间都有一定的研究[5,6],发现在封闭系统中纠缠可以加速量子系统的演化[7,8]。另外,还证实了在开放系统中环境的记忆效应也能使量子演化的速度增加[9]。

通常,人们采用共生纠缠[10]、负本征值等方法可以较为全面地研究原子与腔场系统的动力学演化。近年来一些研究表明,由量子速度去分析系统的动力学行为更有优势,需进一步探索。在量子机制里速度被分为纵向速度和横向速度两部分,前者主要分析在确定初始条件下的量子演化过程,而后者基于不同的初始条件和环境参数来观察其变化。本文采用已提出的量子速度测量方法来度量一个量子体系的动力学演化速度,同时讨论了原子与腔场的相互作用对量子加速的影响。

1 理论模型

式中:ωs是原子的固有频率,ωc是腔场的中心频率,σ+(σ−)是原子的上升(下降)算符,a+(a)是腔场的产生(湮灭)算符,g是原子与腔场的耦合强度。……