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任何量子系统都不可避免地与环境相互作用。不同的环境会对量子系统的演化造成不同的影响。真空涨落是任何量子系统都无法避免的环境。而时空的弯曲,边界的存在等等都会改变量子涨落,从而导致与其存在相互作用的量子系统演化行为的不同。本文采用了一个简单的量子系统模型:两能级原子。一方面,我们可以以原子为探测器,通过原子的响应,如平均能量变化率,几何相等,来间接探测由于原子的非惯性运动导致的量子“热”效应。另一方面,在进行一些量子操作时,真空涨落势必会对测量系统(原子)的演化造成影响,从而影响最终的参数测量精度,于是我们尝试通过边界来改变量子涨落,从而调控量子涨落对参数测量的影响。主要得到以下结论: 1.我们采用Dalibard,Dupont-Roc和Cohen-Tannoudji提出的方法,分析了真空涨落和辐射反作用对与电磁场耦合的匀速圆周运动原子平均能量变换率的贡献。结果表明,原子的非惯性运动会打破基态原子真空涨落和辐射反作用的平衡,从而导致自发激发。对比与标量场耦合的匀速圆周运动原子和与电磁场耦合的匀加速直线运动原子两种情形,我们发现:和与标量场耦合的匀速圆周运动原子不同,与电磁场耦合的匀速圆周运动原子的辐射反作用项与加速度有关,并且和与电磁场耦合的匀加速直线运动原子的辐射反作用项具有相同的形式。而对于真空涨落项,同直线加速情况对比,标志着热辐射的普朗克因子项如今被非热指数项替代了。这也意味着不同于直线加速观测者,匀速圆周运动观测者感受到的辐射是非热的。但是,对于一个原子系综,有效温度可以通过原子的跃迁速率来定义。计算有效温度,我们会发现,和与标量场耦合的匀速圆周运动原子的有效温度不同,与电磁场耦合的匀速圆周运动原子的有效温度始终大于Unruh温度。 2.我们采用开放量子系统办法,研究了做匀速圆周运动的与真空涨落电磁场耦合的两能级原子的动力学演化。结果表明,不同于直线加速情形,原子的跃迁速率和几何相都不包含体现热辐射的普朗克因子项。我们验证了:在相对论极限下,对于相同的加速度,匀速圆周运动原子的自发跃迁率和温度都大于其在直线运动情形下的值。不同于有效温度,几何相则与原子初态有关。当原子初态Bloch角满足θ=π/2时,直线和圆周运动原子具有相同的几何相。对于任意原子初态,直线加速,圆周加速所获得的几何相修正并不相同。当θ∈(0,π/2)∪(π/2,π),对于相同的固有加速度,匀速圆周运动原子的几何相修正始终大于直线加速原子的几何相修正。 3.我们以一个静止的和真空涨落电磁场多极耦合的两能级原子为测量系统,在无边界和有边界情况下研究了对原子参数测量的量子Fisher信息。当测量原子的初始参数时,我们发现,当没有边界时,真空涨落的电磁场总是让初态参数的QFI降低,即让该参数的测量精度降低。而当存在边界时,QFI便依赖于原子的位置和极化方向。于是测量精度相对于无边界情况可能增加,减小或是不变。当原子离边界很近并且是平行极化时,环境对初始参数的QFI的影响被屏蔽了,原子如同一个封闭系统一样精度不随时间演化。当测量原子频率时,我们发现,存在一个最大QFI和最佳测量时间。当边界存在时,根据原子位置和极化方向的不同,最大QFI和最佳测量时间相对于其在无边界情况下可能增大也可能减小。