量子开放体系动力学的纠缠轨线理论研究

Entangled trajectory molecular dynamics method is a semi-classical theoretical method based on quantum phase space theory, it provides us a new perspective to study quantum dynamics. In this project, we use entangled trajectory molecular dynamics method as a tool to study quantum open system dynamical process in phase space. First, we explore quantum decoherence process using entangled trajectories to show its under-line dynamics and correspondence principle. Second, we study entanglement dynamics in continuous-variable systems under thermal environment using entangled trajectory molecular dynamics method. We will give the evolution of entangled trajectories in phase space and explore single trajectory’s contribution to quantum entanglement. It is interesting and helpful to show quantum trajectory under the effect of environment in phase space for a deep understanding of quantum dynamics, we will explore quantum master equation under non-Markov case in the phase space and give the motion law of quantum trajectory with memory.

纠缠轨线方法是一种基于量子相空间理论的半经典理论方法，它为探究量子动力学过程提供了一个新的视角。本项目拟创建量子开放体系的纠缠轨线方法，并研究其动力学过程。首先，通过纠缠轨线方法探明单粒子退相干过程中的内在物理机制和对应性关系；进一步，研究热噪声作用下的量子纠缠动力学，探索量子纠缠突变过程的物理机制并展现此时纠缠轨线的运动情况、讨论单条轨线对量子纠缠的贡献；最后，探索相空间中量子动力学的非马尔科夫过程，给出具有记忆的量子轨线的运动规律，从量子轨线角度阐述非马尔科夫过程。

纠缠轨线分子动力学方法是基于量子相空间理论的研究量子动力学过程的量子轨线方法，它能够直观的展现量子动力学过程。本项目主要发展了量子开放体系的纠缠轨线理论，然后以纠缠轨线分子动力学方法研究了受驱双势阱体系量子隧穿时间问题和热燥环境下的耦合粒子纠缠动力学过程。量子隧穿时间的研究表明简单的量子隧穿时间定义可以很好的反映体系的动力学特征，量子隧穿时间包括动力学过程的势垒穿越时间和体系固有延迟时间，动力学的混沌可以显著增强量子隧穿动力学过程，量子效应会使体系的轨线产生混沌行为。基于纠缠轨线的热燥环境下量子纠缠动力学过程研究显示，纠缠的产生过程中热燥环境的作用并不明显，但是随着退相干效应的显现，量子纠缠会逐渐消失，体系的混沌效应会增强耦合粒子之间纠缠并长时间抵抗退相干效应。本项目还研究了强关联电子极限下受压石墨烯体系的超导态与其缠绕电子序的竞争和共存情况，理论上提出了实现非常规超导态对密度波超导态的方案并计算其超流行为证实其为超导态，同时提出了实现较高温度超导体的理论方案——形成平能带结构。最后我们研究了具有完全平能带结构的Lie模型中的超导态及其超流特性，研究表明完全的平能带结构也能够呈现超流性。这些研究为实验上研究平能带结构超流行为提供理论指导并为理解高温超导体中的超流行为提供新的视角。