光场环境中原子系统的量子纠缠研究开题报告

1. 研究目的与意义

量子通信、量子计算和量子测量是当前国际国内研究的重要领域。量子纠缠描述了两个或多个互相纠缠的粒子之间的一种关联，作为一种核心物理资源，在量子信息技术中起到了关键性作用，并且促进了量子力学基本问题的研究。评价、制备和调控量子纠缠就成为了当前研究的热点问题。同时，在量子光学领域，光场与原子相互作用系统中的量子特性的研究一直是人们关注的焦点。

物理学家已经展示了量子纠缠是如何在相隔不同距离的条件下工作的。其中, 由潘建伟研究团队通过同时操纵6个光子的自由路径、极化和轨道角动量实现了18量子位的量子纠缠, 同时实现了卫星地球之间千公里级的量子纠缠和密钥分发及隐形传态。当我国发射的量子科学实验卫星墨子号过境的时候, 其同时与丽江高美古站和德令哈站建立了光链路, 卫星上纠缠载荷每秒产生近1000万纠缠对, 而光链路以每秒一对的速度在地面超过1200公里的两个地面站中建立量子纠缠，这一成就将使得未来量子通信在未来更加实用和可靠。

未来量子纠缠将在能量回收领域、信息加密领域、计算机领域、通信领域以及军事领域等实现重要应用。

2. 研究内容和预期目标

研究内容；本论文主要研究处于结构化光场环境中原子系统的量子纠缠特性。重点考虑初始量子纠缠态在结构化光场环境中的量子动力学演化规律。主要采用两体量子纠缠度量方法，定量分析环境对量子纠缠的影响，为光量子通信提供有效量子资源。

预期目标：1.利用密度矩阵得到量子含时态变化

2.量子态纠缠的度量

3. 研究的方法与步骤

1.文案分析法：通过已相关书籍以及搜索引擎的帮助，查找国内外研究资料。从中分析研究，为本论文奠定理论基础。

2.个案研究法：在文献分析法的理论基础下，寻找与选题相关的个案进行分析研究，可以通过具体特殊的个例分析实现对一般情况下理论的验证。

4. 参考文献

[1] 李承祖.量子通信和量子计算[m].长沙：国防科技大学出版社，2000.

[2] 尼尔森，庄著；赵千川译.量子计算和量子信息（一）[m].北京：清华大学出版社，2003.

[3] 张永德.量子信息物理原理[m].北京：科学出版社，2005.

5. 计划与进度安排

2022-2022第二学期：

第1周到第2周（2022年3月1日-3月12日）：完成开题报告和相干文献的阅读，准备外文翻译。

第3周到第9周（2022年3月15日-4月30日）：针对论文中主要研究内容，列出研究要点，逐次解决。