درهم‏ تنیدگی کوانتومی در سیستم های مزوسکوپی تحت اتلاف کوانتومی

حضور درهم‏تنیدگی کوانتومی در سیستم های مزوسکوپی و تحول آن در شرایطی که سیستم تحت تاثیر اثرات ناهمدوسی ناشی از محیط قرار دارد را مطالعه می کنیم. سیستم ها در دنیای حقیقی ایزوله نبوده و برهمکنش سیستم با محیط اطراف خود باعث اعمال اثرات ناهمدوسی و کاهش درهم تنیدگی سیستم کوانتومی می شود. تعیین درهم تنیدگی سیستم های باز، در نانو مواد و سیستم های مزوسکوپی که می توان آن ها را بعنوان سیستم بس ذره ای تلقی کرد، بر اساس پیکربندی ماتریس چگالی تقلیل یافته و معیار تابع توافق خواهد بود. سیستم بس ذره ای می تواند به عنوان مثال شامل زنجیره ای خوشه ای از اتم ها و مولکول های دو اتمی که دارای پتانسیل برهمکنشی بین ذره ای است، باشد و برهمکنش فونون ها با خوشه های اتمی به عنوان اتلافگر سیستم تلقی خواهد شد. ماتریس چگالی سیستم با استفاده از توابع گرین بس ذره ای محاسبه می شود. برای نشان دادن تاثیرات محیط بروی سیستم، معادله لیندبلد را که معادله حرکت برای ماتریس چگالی تقلیل یافته سیستم باز بوده و شامل یک جمله اضافی حاوی اطلاعات تحول سیستم (در نتیجه تاثیر محیط به عنوان یک منبع اتلاف کوانتومی) است برای محاسبه ماتریس چگالی اتلافی سیستم به کار می بریم. رویکرد توابع گرین را که برای توصیف سیستم های نانو بسیار مناسب می باشد با معادله لیندبلد می آمیزیم و معادله قدرتمندی برای توصیف سیستم بس ذره ای اتلافی به کار خواهیم برد. نشان خواهیم داد که می توان از حالت های اسپینی و فضایی الکترون و اتم ها در این ساختار، هر کدام، به عنوان یک کیوبیت بهره برد. همچنین نشان خواهیم داد علاوه بر تاثیرات آشفتگی و افت و خیز های که محیط بر سیستم اعمال کرده، برهمکنش سیستم با محیط باعث کاهش طول درهم‏تنیدگی سیستم که از مرتبه طول موج فرمی بود، و سپس از بین رفتن در همتنیدگی می شود. در ادامه با آوردن نمودار ها نشان خواهیم داد که چگونه چگالی موضعی حالت های سیستم در اثر اتلاف ناشی از محیط تقلیل می یابند.