摘要
自Cirac和Zolloer首次给出了基于囚禁离子系统的量子计算方法以后，基于囚禁离子系统的量子信息处理的理论分析和实践应用有了较大的发展，而囚禁离子系统在量子纠缠的理论研究上有着重要的应用价值。物理学家可以利用囚禁离子与场的相互作用系统对囚禁离子的内态及振动态进行精确的操控。 近来，基于囚禁离子系统的纠缠动力学特性的研究已经成为了时下的研究热点。本论文主要介绍了量子纠缠理论，囚禁离子系统，对囚禁离子与场相互作用系统中纠缠动力学特性进行了研究，主要内容如下： 以量子信息学及量子纠缠为理论依据，对单个囚禁离子与驻波激光场相互作用系统的纠缠及量子态转移特性进行了分析与研究。讨论离子与场之间的耦合强度以及失谐量等参数的变化对离子与其质心振动模之间的纠缠随时间演化特性的影响。通过对相互作用绘景下离子与质心振动模之间的哈密顿量的分析，给出了离子从内态转移到振动态的条件。 研究了两个相互独立的囚禁离子系统组成的系统，两个子系统均由囚禁离子与经典场组成。在初始时刻，两个子系统之间不存在相互作用且两个离子之间存在纠缠。运用并发度和负值度随时间的变化情况来度量系统的纠缠随时间的变化特性，讨论两离子之间的初始纠缠度对系统的纠缠特性的影响，从而在理论上提供一种调控纠缠的方式。 分析了单个两能级离子与场相互作用系统，研究了系统中离子内态，离子振动态，腔场之间的纠缠特性，讨论了离子内态相干角对系统中的两体和三体纠缠随时间演化特性的影响。
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