量子比特-腔量子场论相互作用中的退相干与朗道尔原理

我们考虑量子比特-腔量子场论（QFT）相互作用中的量子退相干与朗道尔原理，将量子比特视为系统、腔 QFT 视为环境。特别地，我们研究了在退相干过程中，当系统与环境的初始态为纯态时（无论有无能量耗散）系统所发生的变化，并将结果与系统初始态为混合态因而无退相干的情况进行比较。当我们选取使系统能量与相干性同时改变的交互哈密顿量时，若初始态为混合态，系统的布居数变化与能量变化相同。然而，退相干项增加了系统的冯·诺依曼熵。在此情形下，系统的能量变化与退相干并非独立的物理过程。退相干过程保持幺正性。另一方面，若交互哈密顿量不改变系统能量，则仅有退相干效应。环境将处于位移数态基下的一种分布，并总是增加能量。两种情形下朗道尔原理均得到满足。