小分子动力学演化量子速度极限的代数理论

项目名称： 小分子动力学演化量子速度极限的代数理论

项目编号： No.11504135

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 冯海冉

作者单位： 济宁学院

项目金额： 20万元

中文摘要： 随着量子信息科学技术和激光技术的迅速发展，量子体系的许多动力学演化过程均与超快演化过程相关，如量子-经典转换、退相干过程和量子调控过程等，从而引出了量子速度极限的实用价值，成为当前科学前沿热点研究问题，然而目前对其研究大部分集中在理论模型，对实际分子探讨极少。本项目拟基于分子的代数模型对小分子体系动力学演化量子速度极限问题进行理论上的研究和探讨：采用多种度量方式，分析不同分子体系各种类型初态下量子速度极限时间的变化规律，寻找适合描述分子体系演化的量子速度极限度量方式；探讨分子振转量子纠缠与量子速度极限的关联，分析子系统间的纠缠在分子这类多体体系动力学演化中的作用，预估不同分子体系内部退相干时间；通过分析不同分子在不同激光场下演化中的量子速度极限时间给出实现分子振转态选择激发的最快调控方案，进而分析能够实现纠缠调控的分子体系，为基于分子体系的量子计算与量子调控实验提供理论支持。

中文关键词： 李代数；量子速度极限；分子

英文摘要： With the development of quantum information science and laser technology, dynamical evolutions of quantum system become exceedingly short-timed evolutions, such as quantum-classical transition, decoherence and quantum control processes. Those advances bring along a practical applicability for the quantum speed limit and the problem has become the focus topic in the current frontier field. Algebraic theoretical researches on quantum speed limit of dynamical evolution in small molecules have been proposed. The different measures of quantum speed limit can be derived by the algebraic approach. The initial-state dependence of quantum speed limit in different molecules can be analyzed and the proper measure for molecules is obtained. The correlation between quantum limit speed and quantum entanglement, quantum control in realistic molecular vibrations are explored, the role of the entanglement among subsystems in the dynamics of composite systems are discussed, then the decoherence time can be estimated. The optimal control scheme of the molecular vibrations and entanlement can be achieved by using the results of the quantum speed limit time in molecules. The researches can provide theoretical supports to the experimental achievements of quantum computation and quantum control based on the realistic molecular systems.

英文关键词： Lie-algebra;quantum speed limit;molecule