1、在過(guò)去的幾十年里,量子信息學(xué)一直是一門(mén)蓬勃發(fā)展的學(xué)科。然而,系統(tǒng)與環(huán)境的相互作用給量子信息處理的具體實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了巨大的困難。因此,我們主要關(guān)注于開(kāi)放系統(tǒng)中的量子信息。
　　 本論文討論了在量子開(kāi)放系統(tǒng)中的量子相干性、量子關(guān)聯(lián)和量子Fisher信息。在論文的第一章“緒論”中,我們對(duì)量子信息學(xué)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。在第二章中,我們介紹了量子信息學(xué)中的一些基本概念,為之后幾章的論述打下基礎(chǔ)。本論文的第三、四、五章詳細(xì)介紹了我們的研究以及取

2、得的成果,具體如下:
　　 在第三章中,我們主要考慮了環(huán)境誘導(dǎo)的退相干問(wèn)題。在純退相模型中,我們發(fā)現(xiàn)由處在熱平衡態(tài)的環(huán)境誘導(dǎo)的退相干因子可以分為兩項(xiàng),它們有不同的物理來(lái)源和時(shí)間依賴關(guān)系。更一般的,由環(huán)境誘導(dǎo)的退相干因子直接依賴于我們引進(jìn)的基于參考態(tài)的算符保真度和保真率,并且在此基礎(chǔ)上我們構(gòu)造了幺正算符空間上的黎曼幾何。類(lèi)似于量子保真度能夠用來(lái)描述量子相變,基于參考態(tài)的算符保真度和保真率能夠用來(lái)描述由環(huán)境誘導(dǎo)的退相干。此外,我們還

3、將討論環(huán)境的量子臨界性對(duì)算符量子幾何張量以及退相干因子的影響。
　　 在第四章中,我們主要關(guān)注量子／經(jīng)典關(guān)聯(lián)以及它們?cè)陂_(kāi)放系統(tǒng)中的演化。我們提出了一種獲取經(jīng)典關(guān)聯(lián)的有效方案,它能以很大的概率命中最優(yōu)化的局域測(cè)量。我們討論了這種方案的效率,并且在此基礎(chǔ)上提出了量子諧錯(cuò)的一個(gè)上界用來(lái)估計(jì)量子關(guān)聯(lián)的大小。在開(kāi)放系統(tǒng)中,量子關(guān)聯(lián)往往會(huì)發(fā)生衰減。我們發(fā)現(xiàn)量子諧錯(cuò)的幾何度量的時(shí)間演化有時(shí)并不能準(zhǔn)確地反映量子諧錯(cuò)的衰減模式。但至少對(duì)于Bell

4、對(duì)角態(tài)來(lái)說(shuō),我們證明了幾何度量能夠準(zhǔn)確地反映量子諧錯(cuò)的衰減模式。
　　 在第五章中,我們重點(diǎn)討論了開(kāi)放系統(tǒng)中的量子Fisher信息及其對(duì)開(kāi)放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的影響。我們澄清了在開(kāi)放系統(tǒng)非馬爾可夫性的傳統(tǒng)表述中出現(xiàn)的“記憶”和“信息”的概念,并提出了量子Fisher信息流的概念。在這個(gè)框架下,向內(nèi)的量子Fisher信息流就意味著非馬爾可夫性質(zhì)的出現(xiàn)。我們指出向內(nèi)的量子Fisher信息流的上游不僅僅是環(huán)境,還可能是系統(tǒng)和環(huán)境之間的關(guān)聯(lián),這