量子比特与量子场论相互作用中的能量变化与Landauer原理

我们对量子比特与量子场论相互作用的系统演化进行一般性描述，至二阶扰动，亦称简化的光-物质相互作用模型。结果可分为旋转波项与反旋转波项，前者对应于激发吸收与发射，后者对应于Unruh效应与反Unruh效应。我们不仅获得了量子比特的简化密度矩阵，还获得了由量子场论作为环境的反馈。结果表明，量子场论的能量变化与量子比特的轨迹和初始状态有关，以及线性和二次场算子期值以及时间顺序乘积算子。当量子比特处于加速运动时，传统的Unruh效应会使真空状态拥有“温度”，这引发对Landauer原理有效性的一些疑问。我们证明了Landauer原理对任何运动状态都成立。