نام پژوهشگر: سعید پگاهان
سعید پگاهان فردین خیراندیش
در فصل اول پس از مرور اجمالی بر مفاهیم اولیهی مکانیک کوانتومی، سامانههای باز کوانتومی به معرفی پدیدهی واهمدوسی کوانتومی میپردازیم. حالتهای گربهی شرودینگر همراه با ویژگیها غیر کلاسیک را مطرح میکنیم و نشان میدهیم که در رژیم دماهای بالا در غیاب اتلاف هم واهمدوسی رخ میدهد که منجر به نابودی اثرهای غیر کلاسیک و گذار به دنیای کلاسیک میشود. با استفاده از رهیافت فضای فاز، در ابتدا به محاسبهی تابع توزیع ویگنر برای یک ذرهی آزاد در حالت گاوسی با یک بسته موج میپردازیم. سپس به کمک این تابع توزیع، به مطالعهی حالت گربهی شرودینگر در تعادل با حمام گرمایی میپردازیم. در فصل دوم برخی مفاهیم و روابط اساسی را که در مطالعهی سامانههای باز کوانتومی به آنها نیاز داریم، به اختصار توضیح میدهیم. از جملهی این مفاهیم میتوان به تداخل کوانتومی، سنجههای درهمتنیدگی اشاره کرد. پس از آن، به بررسی برخی ابزارهای نظری مورد نیاز برای توصیف برهمکنش اتمها با میدان الکترومغناطیسی خواهیم پرداخت. از این رو رهیافت عملگر چگالی را معرفی میکنیم و در بحثهای بعدی با استفاده از نتایج حاصل از حل معادلهی تحول عملگر چگالی به تحلیل دینامیک سامانهِی مورد نظر میپردازیم. در فصل سوم، با در دست داشتن ابزارهای لازم، به مطالعهی اثرات واهمدوسی ( که به عنوان یک عامل تخریب کنندهی درهمتنیدگی تلقی میشود) ناشی از برهمکنش کیوبیتها با محیطهای گوناگون میپردازیم. سپس با توجه به اثرات جمعی در سامانههای دو کیوبیتی نشان خواهیم داد، حمام مشترک در انتقال درهمتنیدگی میان جفت کیوبیتها نقش اساسی را ایفا میکنند. به منظور تعیین درهمتنیدگی از سنجههای نگاتیویته و تلاقی استفاده میکنیم. نهایتا به مطالعهی ایجاد درهمتنیدگی پایااز طریق زنجیرهای از حمامهای مشترک میپردازیم. سرانجام در فصل پایانی به مطالعهِی ایجاد درهمتنیدگی میان دو کیوبیت در چارچوب معادلهی اصلی میپردازیم. به منظور تعیین درهمتنیدگی از سنجهی نگاتیویته استفاده میکنیم. در بخش اول این فصل به مطالعهی دینامیک کلی سامانه با استفاده از کلیترین ماتریس چگالی در فضای هیلبرت، در حضور میدان خلاء الکترومغناطیسی و میدان مغناطیسی موضعی میپردازیم. پس از آن، حالت پایای سامانه را بدست میآوریم. نهایتا با استفاده از میدان مغناطیسی پالسی، درهمتنیدگی ایجاد شده میان دو کیوبیت را تقویت و کنترل میکنیم.