探析量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究

摘 要：随着社会的不断发展，我国的社会经济及科学技术都有了很大的进步，社会信息化的进程最为明显。同时，由于经济需求的日益增长，促使我国在更多行业应用高新科技技术，以提高行业效率及效益。当今社会，各种高新科技技术不断衍生和进步，对量子力学的研究也越来越成熟。本文就量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究进行分析，简述了量子力学的背景和现状，简单描述在量子纠缠和量子退相干在量子力学研究中的作用和优点。

关键词：量子力学；量子纠缠；量子退相干；研究分析

量子纠缠对于量子力学研究来说，是一项重要的研究成果。量子力学研究中对于量子纠缠有着许多的应用途径，但是研究发现，量子退相干效应会使得量子纠缠的纠缠度下降。甚至会造成量子纠缠的产生的效应完全消失。所以对量子纠缠的课分性判据和量子退相干的研究对量子力学来说有着重要意义。

1 量子纠缠

（1）量子纠缠有可以叫做量子缠结，它是一种量子力学的现象，在其定义上，我们把它叫做复合系统，就是指拥有两个以上研究对象的系统，这是一种特殊的量子态，这种量子态无法进行分解。量子纠缠是粒子在两个或两个以上的粒子构成的系统中粒子间相互作用力产生的一种奇特现象，有时粒子在特殊的条件小也可能会被分开。在量子力学研究中，我们发现两个粒子在通过短暂的相互连接之后，如果单独改变其中一个粒子，另外一个粒子的性质也会受到一定程度影响，就算两个粒子之间有一定的距离也会对其相互影响，我们把这种关系定义为量子纠缠。（2）量子纠缠在生活中的运用，量子纠缠作为一种量子力学现象在量子信息的运用方面起着直观重要的作用。量子隐形传态：隐形传态简单来说就是指把某个地方的其中一个粒子的未知量子态在其他的地方将其还原出来。在物理学的案例中，复制一个物体就是将这个物体所有物理特征进行复制，只要可以准确的测量它的物理特征，就能够将这些物理特征完全复制出来。但是在量子的研究中，由电子，质子等一系列微观粒子所组成的量子系统，只有量子态才能代表一个确定量子个体的所有特性，要准确测量一个量子的量子态是不可能的。祖瑞克的不可克隆定理中指出量子态不可能被准确复制，所以完全的量子方法无法对一个量子态隐形传态。从量子隐形传态理论这一概念被提出之后，许多科学家开始对量子隐形传态进行了更加深入的研究，后来更多的隐形传态方案被提出，直到1997年奥地利的研究组首次实现了单光子偏振态的隐形传态。量子密码术：量子密码是量子力学研究中最有可能實现的一种技术，美国科学家将量子加密定义为改变人类未来的新型技术。量子密码是对称密码体系中的量子信息的密钥传送的一种方式。量子密码这一技术的实现，加强了密钥传送的安全性。量子计算机：量子计算既就是指一种可以计算量子的一种计算工具。量子计算有很多优点，这些优点大多是利用量子相干性实现的，如果失去量子相干性那么量子计算的优点也将随之失去。（3）量子纠缠的可分性判据中不确定关系的不确定性原理，海森堡是第一个出量子力学的新定律，这代表着实验测量精确度的原则性。在我们的日常生活中，我们可以把测量的步骤实验设计的十分巧妙，以此来保证测量的精确度，但是这一点在量子的研究实验中，我们是无法做到的。我们无法完全消除测量实验中产生干扰因素，对于微观世界来说，这样的干扰因素是无法消除的，也是我们无法忽视的，这是海森堡不确定原理提出的原理。

2 量子纠缠与量子退相干的理论

（1）量子退相干的概念最开始是在1970年德国物理学家汉斯.泽贺提出的，后来这一概念成为了众多科学家研究的热门理论。在量子力学实验中，开放量子系统的量子相干性会因为与外界环境相互作用所发生量子纠缠而伴随着时间的流逝而渐渐消失，这一现象被称作量子退相干（Quantum decoherence）也称作量子去相干。（2）理论模型，Tavis.Cummings模型是由两个原子与光的相互作用若产生的一个模型，在这个模型中我们用到的是两个二能级的原子与单模光场的模型。假设原子间的间隔小于光场的波长，原子间正极与正极之间的作用不可忽视，系统哈密顿可以写为如下图所示的公式其中（h=1）：

H=ωɑ+ɑ+12∑2i=1ωiσzi+∑2i=1gi（ɑi+σ-1+ɑiσ+i）+Ω∑2i=j=1σi-σj+，

量子体系的具有相干性在数学上体现为密度矩阵的非对角，如果量子体系中产生了退相干，那么，密度矩阵的非对角一项迅速为0。所以，在退相干的时间把握上我们需要通过用子系统的线性干扰来进行对比。

3 结语

从上述描述可以看出来，对量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究在我国的量子力学研究中发挥着不可忽视的作用，这也在意味着国家和社会应该对科学技术提供大力的支持，从而进一步的提升我国科学技术研究水平，也是为相关企业提高经济效益，实现一种社会和企业共同发展的局面，而对于量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究还在进一步的研发当中，相信过不了多久，量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究会得出更多的理论，为我国建设全面化的科学研究打下坚固的基础，同时也提高社会的整体科学水平，为中国的科学技术研究提供可持续发展的趋势。

参考文献：

[1]张冰冰.单轴扭曲模型中量子退相干对量子关联及稠密编码影响的研究[D].山西师范大学，2017.

[2]范抗抗.量子纠缠的可分性判据和量子退相干的研究[D].兰州理工大学，2011.

[3]苏拉依曼·司马义.海森堡自旋链中量子退相干对量子稠密编码影响的若干研究[D].新疆师范大学，2011.

[4]]张涵，匡乐满.双模减单光子压缩真空态的量子退相干和非局域性动力学[J].邵阳学院学报（自然科学版），2006（01）：14.17.

基金项目：基于量子弱测量和反弱测量理论的量子退想干控制研究（基金号：2018B02）胡平辉，一般项目