相对论框架下量子探测的理论研究及超导量子电路的应用

发布时间：2021-10-30 02:56

　　本文在相对论框架下,讨论了量子探测的理论研究及超导量子电路的应用。相对论量子信息学是近年来兴起的一个前沿且热门的交叉学科,其理论框架根植于相对论、量子力学、量子场论、信息学等等。该学科研究的主要内容包括:相对论运动和效应对量子体系的影响,弯曲时空的结构和性质对量子资源的影响,以及探讨如何利用量子信息中前沿的技术方法探测时空。相对论量子信息学的发展具有深远的意义,从理论上而言,这一学科是量子信息理论的重要分支。相对论理论与量子信息学的融合,进一步拓展了量子信息学,同时也推动了相对论和其它引力理论的发展。另一方面,从实验上来说,该领域的研究为弯曲时空的探测提供了创造性的方法和思路。本文在非惯性系和弯曲时空的背景下,以相对论理论为框架,利用开放量子系统的方法,进行了量子探测的理论研究,主要涉及量子估测、两能级原子的几何相位。随后,我们进一步拓展到应用领域,基于当前热门的超导量子电路的研究,设计了超导量子电路及实验方案模拟非惯性孤子。在读博期间完成的主要工作如下:首先,我们以一个作匀速率圆周运动的两能级原子为探测器,讨论了该探测器与标量场耦合时,其相位参数的量子Fisher信息（QFI）,分析... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
0.1 中文摘要
0.2 英文摘要
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 量子场论
        1.2.1 真空和粒子
        1.2.2 Bogoliubov变换.
        1.2.3 Bogoliubov变换在惯性系与非惯性系中的应用
    1.3 开放量子系统
        1.3.1 主方程
        1.3.2 两能级原子系统的演化
    1.4 量子估测理论
        1.4.1 量子测量公设
        1.4.2 量子Fisher信息.
    1.5 几何相
        1.5.1 绝热近似与Berry相位
        1.5.2 开放量子系统的几何相
    1.6 量子模拟
        1.6.1 超导量子电路系统
        1.6.2 Josephson结 .
        1.6.3 超导电路的量子化
第二章 与标量场耦合的量子体系的参数估测
    2.1 量子Fisher信息.
    2.2 开放量子系统
    2.3 具有圆周运动轨迹的两能级原子的相位参数的量子估计
        2.3.1 无边界时相位参数的量子估测
        2.3.2 有一个边界时相位参数的量子估测
    2.4 本章小结
第三章 利用惯性探测器和加速探测器探测宇宙弦时空亏角参数
    3.1 宙弦时空中标量场的量子化
    3.2 局域量子估测理论和物理模型的构建
        3.2.1 局域量子估测理论
        3.2.2 两能级原子探测器的动力学演化
    3.3 宇宙弦时空的参数估计
        3.3.1 惯性探测器的参数估计
        3.3.2 匀加速探测器的参数估计
        3.3.3 惯性探测器和加速探测器的比较
    3.4 本章小结
第四章 宇宙弦时空的拓扑特征对几何相位的影响
    4.1 开放量子系统中的几何相位
    4.2 宇宙弦时空背景下标量场的量子化
    4.3 宇宙弦时空中匀加速两能级原子的几何相位
        4.3.1 ν=1的情况
1的情况">        4.3.2 ν>1的情况
    4.4 本章小结
第五章 利用超导量子电路模拟变质量孤子
    5.1 SQUID回路
    5.2 在SQUID回路中模拟变质量孤子
    5.3 本章小结
第六章 总结和展望
参考文献
攻读博士学位期间完成的论文
致谢



本文编号：3465909