量子多位元退相干控制

Abstract

本論文的目的是利用『單一磁場控制多電子』之技術，探討在外界環境的影響下，多位元量子電腦的可實現性。電子在糾纏時會互相傳遞量子訊息，這有助於不同量子狀態間之轉換(即不同位元間之切換)，但量子糾纏的時間本就非常短暫，開放性環境的干擾又進一步抑制了量子糾纏的強度。因此如何讓量子糾纏的時間拉長，不受外界環境的干擾，是量子電腦極待解決的問題。本論文考慮開放性系統所造成的退相干效應，並透過量子控制的引入，延緩退相干的發生。 　　目前量子退相干控制的討論僅限於2個電子(二位元)的情形，本論文將擴展現有文獻的成果，建立描述n個電子自旋的退相干行為，並探討如何透過磁場的加入，控制退相干行為的發生。論文的主要工作是將退相干算符引入量子Liouville方程式之中，而形成Lindblad方程式，並將之表成矩陣微分方程式的形式，這使得我們可以用動力學的方式為退相干效應建模，從中分析『退相干』對量子狀態轉移所產生的負面影響。完成n個自旋耦合電子進行建模之後，我們將利用Lyapunov理論找出強健量子控制律，減輕開放性環境外擾所帶來的退相干影響，維持量子糾纏的強度與時間。

Date of Award	2016 Aug 23
Original language	Chinese
Supervisor	Ciann-Dong Yang (Supervisor)