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量子纠缠在量子传输及量子通讯方面扮演着重要的角色,但是在分析连续变量通道时,由于系统不可避免地与外界相互作用,必需将退相干和耗散考虑在内,因此研究开放系统的纠缠特性是一个重要的课题,引起了人们的广泛关注。
在开放量子理论中,系统的动力学性质是由主方程的约化密度矩阵来描述的。本文推导了三个全同的谐振子系统与一个非马尔可夫库相互作用时满足的非马尔可夫主方程,并在此基础上讨论了系统的三模纠缠和压缩。这种非马尔可夫主方程方法并没有采用玻恩近似和马尔可夫近似,而是把环境看做是谐振子的非马尔可夫库。为了简化求解主方程的过程,我们对位置算符和动量算符执行么正变换,使得系统在新的变换基下只有一个谐振子与库耦合,而其它谐振子都与库退耦合。由此可以在Wigner表象中给出系数随时间演化的协方差矩阵元的耦合一阶常微分方程组。以三模压缩真空态为初态,用龙格-库塔法进行数值计算,求解出协方差矩阵元的时间演化。该方法比计算福克-普朗克方程更简单。然后通过计算负本征值得到纠缠演化,并用局域压缩变换计算三模压缩随时间的演化。
分析比较纠缠和压缩的特性,最终得出以下结论:三个全同谐振子的三模纠缠和压缩不仅依赖于谐振子的初态,还与库的性质,系统和库的耦合强度密切相关。同时还发现当谐振子之间存在三模纠缠时,也将存在三模压缩;当谐振子处于分离状态时,三模压缩也随之消失。