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在量子信息处理与量子计算领域中,量子纠缠被认为是重要的资源,在诸多量子任务中——如量子密钥分配、量子密集编码、量子秘密共享、量子安全直接通信、大数因子分解量子算法、量子搜索算法等,它是不可或缺的关键因素。量子失协(quantumdiscord)可以俘获非纠缠态中的量子关联,它也许能够解释为什么某些应用可分离态完成的量子信息处理任务,也具有超越经典信息处理的优势。因为任何一个真实的量子系统与周围环境之间不可避免的相互作用会导致量子系统的退相干,并且不同的环境种类以及系统与环境之间不同的相互作用方式会使得量子系统的退相干性质完全不同,从而它的量子关联的演化行为也不相同。所以,研究各种环境模型下量子纠缠和量子失协的动力学性质,进而找到有效控制开放量子系统的量子纠缠和量子失协的方法,构建有用的量子信息处理系统是一个重要课题。本文应用开放量子系统理论和量子纠缠与量子失协基本理论研究耗散环境下两量子比特系统的量子纠缠和量子失协动力学,取得了一些具有创新性的研究结果。本文的主要内容如下: 第一章简要介绍了量子纠缠和量子失协的基本理论,主要包括量子纠缠态的定义,两体系统量子纠缠的度量;量子失协的定义及两量子比特系统量子失协的表达式。 第二章首先介绍了开放量子系统演化的算子和表示方法,然后给出了振幅阻尼信道、相位阻尼信道及去极化信道的算子和表示,最后介绍了马尔科夫近似下开放量子系统的主方程。 第三章对初始制备在两类扩展的类Werner态(extendedWerner-likestates—EWL态)上的两量子比特系统,研究了在振幅阻尼通道下,初始态的纯度、纠缠度对量子纠缠动力学的影响,找出了两类EWL态中会发生纠缠突然死亡(entanglementsuddendeath—ESD)的初始态(ESD态)和不会发生ESD的初始态(ESD-free态),并用系统初始态的纯度、纠缠度描述了这两类态中ESD态和ESD-free态的边界。此外,考虑了通过局域幺正操作实现由ESD态到ESD-free态的转换。 第四章研究了耗散环境下受强经典场驱动的两量子比特系统的量子失协动力学,考虑了两量子比特处在独立单模耗散腔和共同单模耗散腔两种情况。结果表明:在这两种情况下,量子失协动力学依赖两量子比特系统的初始状态,而与腔的初始状态无关。对两量子比特分别处在各自独立的单模耗散腔的情况,发现存在由经典关联衰减到量子失协衰减的突然转变现象,且通过适当选取两量子比特系统的初始态,调节腔模与驱动场间的失谐及腔的耗散率可以极大地延迟转变时间。对两量子比特处在共同单模耗散腔的情况,发现对系统的一些初始态,量子失协先增加然后减小到一个稳定值,而对系统的另一些初始态,量子失协单调(或振荡)地增加到一个稳定值。此外,在这种情况下还发现了量子失协产生的现象。 第五章是对全文的总结与展望。