摘要
量子系统可以展现许多经典物理系统所没有的奇异现象，这使得量子力学在多个领域都得到广泛应用。不确定原理就是量子力学的最基本特征之一，它对我们同时精确确定一对非对易可观测量的测量结果作了限制。人们现已基于方差和熵的概念建立了各种不确定关系，其中量子储存辅助的熵不确定关系多年来一直备受关注。众所周知，量子关联是量子力学的基本特性，它在量子信息领域有着极其重要的作用。为了量化量子关联，人们提出了各种量子关联度量，如量子失协、局域量子费舍信息和局域量子不确定度等等。量子失协自提出至今一直是理论和实验研究的热点内容，而局域量子费舍信息和局域量子不确定度是新近提出的非常有前途的量子关联度量。同时，量子密集编码是量子保密通信的最重要的研究分支之一，它的实现要借助于纠缠。 由于环境的影响，量子储存辅助的熵不确定关系、量子关联以及量子密集编码过程的有效性都会受到影响，因此讨论开放系统中的量子储存辅助的熵不确定关系、量子关联和量子密集编码容量具有重要意义。虽然人们已就复杂环境开展了一些量子特性的研究工作，但为数很少。在此背景下，本文拟基于与各自的级联环境相互耦合的两量子比特开放系统，开展一些理论讨论，主要研究内容如下： 1.基于与各自的级联环境相互耦合的两量子比特，分析了改进的量子存储辅助的熵不确定关系、量子失协和密集编码容量的动力学行为。结果表明：在弱、强两种耦合体系下，熵不确定度及其下界完全紧致，且熵不确定度与密集编码容量呈现完全反关联关系；量子比特与腔之间的耦合强度?的大小对熵不确定关系的演化、量子失协的“复苏”、量子密集编码过程的有效性等有着重要影响。此外，我们发现过滤操作对熵不确定关系、量子失协的量值有一定地改善，但对密集编码的成功有效性几乎没有影响。 2.利用两个耦合腔构成的级联环境，分析了两个独立量子比特中的局域量子费舍信息和局域量子不确定度随时间演化的动力学行为。结果表明：在强、弱两种耦合体系下，局域量子费舍信息与局域量子不确定度都强烈依赖于耦合强度?，两者都有类似的演化规律。在两种耦合体系下，局域量子费舍信息的量值会稍大于局域量子不确定度，且随着耦合强度?的增大，两者在强、弱耦合体系下会现出不同的演化规律。与弱耦合体系相比，强耦合体系下的局域量子费舍信息与局域量子不确定度都会展现出更多的再生次数，且“复苏”值较大。此外，我们还分析了过滤操作、弱测量与测量反转操作对它们产生的调控作用，得到一些有意义的结果。
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