量子開放系統的近似方法及其套用

《量子開放系統的近似方法及其套用》是依託大連理工大學,由衣學喜擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子開放系統的近似方法及其套用
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：衣學喜

項目摘要

基於開放系統的主方程（包括馬爾可夫和非馬爾可夫）描述，提出開放系統的近似處理方法。包括：開放系統的絕熱近似方法，開放系統的Born-Oppenheimer（BO）近似方法，主方程的微擾展開方法。除微擾展開方法外，其它兩個近似需要基於基本的物理重新定義。本立項將給出開放系統中這幾種近似的定義並分析近似成立的條件。套用這些近似方法，討論開放系統的勢能面問題，開放系統的控制問題，以及開放系統的態在不同子空間中的轉移問題。探索這些近似方法在非線性開放系統中套用的條件、途徑和結果。在實驗已實現的量子系統，如腔中的原子、光子，原子的玻色-愛因斯坦凝聚體， 人造量子結構等 中演示這些近似方法，並將其結果與數值模擬結果相比較。

結題摘要

任何系統都不可能孤立於其它系統而存在，從這個意義上講，開放系統是普遍的，具有一般性。基於開放系統的主方程（包括馬爾可夫和非馬爾可夫）描述，本研究提出開放系統的近似處理方法。包括：開放系統的絕熱近似方法、開放系統的Born-Oppenheimer（BO）近似方法、主方程的微擾展開方法。套用這些近似方法，討論開放系統的控制問題，開放系統的態在不同子空間中的布居數轉移問題、作為開系統的拓撲絕緣體的回響問題和全光量子二極體等問題。 探索開放系統的近似處理方法是有意義的。絕熱近似、BO近似和微擾展開是量子力學中很古老、很基礎的問題，它的古老和基礎性決定了它在量子理論中的地位。 但這些近似在量子開放系統中是缺失的。研究量子開放系統中的絕熱近似、BO近似和微擾展開，不是把這些近似從封閉系統到開放系統的簡單推廣：在某些條件下，這些近似的定義需要改變。拓撲相變是近年來量子物理領域的熱點問題之一，態轉移是量子信息中對態進行操作的重要手段。本課題不僅探索基礎性的概念，還嘗試把這些概念套用於當今的熱點問題。 在該項目資助下，共完成SCI論文28餘篇，其中 Phys. Rev.系列 （影響因子2.9）10餘篇。 Sci. Rep. 2篇。有8位研究生（6位博士，2位碩士）在該項目支持下畢業。舉辦了8場學術會議；與國際同行合作完成論文5篇。主持人入選長白山學者。