双量子比特横向Ising模型的纠缠动力学演化

摘要

随着量子信息技术的发展和量子计算机的提出,量子纠缠作为一种重要的物理资源,已经被广泛地应用于量子信息处理,量子计算和量子通讯中.量子纠缠在信息处理中具有保密性高,速度快,容量大的特点,是实现量子计算机硬件的重要物理资源.因此,研究量子纠缠对量子信息技术和量子计算机的发展影响深远,对量子纠缠的定性和定量描述也变得尤为重要.目前已经有很多人提出了在海森堡自旋链系统中研究量子纠缠,这是因为与其他系统相比,海森堡自旋链这种固体系统,具有可扩展性和易集成性,是最有希望进行大规模量子计算的物理系统.基于以上原因,我们利用海森堡XY自旋链系统的一个特殊形式—横向Ising模型研究了几种初态的纠缠演化.
　　本文中,我们利用Milburn方程和负性纠缠度(Negtivity)理论,研究了Dzialashinski-Moriya(DM)相互作用和内禀消相干对系统负性纠缠度的影响.该系统的模型是由两个量子比特组成的双量子比特横向Ising模型.我们提出在这个模型中引入沿z轴方向的DM相互作用项.结果表明:在DM相互作用存在下的双量子比特横向Ising模型中,当系统初始为最大纠缠态1/√12(|01>+|10>)时,对应不同的内禀消相干值,适当地调整DM相互作用,可以使系统的纠缠更迅速地达到稳定值,但是,得到稳定值的代价是系统纠缠值的降低;当系统初始为可分离态|01i时，DM相互作用的增大会抑制系统的纠缠;此外,我们也研究了系统初态为最大纠缠态1/√2(|00>±|11>)时的纠缠演化,发现DM相互作用和内禀消相干对该初态的纠缠演化没有影响.这些工作可以为将来的实验提供一个有价值的理论依据.

目录

声明

第一章 引 言

第二章 量子信息技术及量子纠缠

2.1 量子信息技术简介

2.2 量子纠缠理论简介

2.2.1 量子纠缠

2.2.2 纠缠测量

第三章 海森堡自旋链

3.1 海森堡自旋链简介

3.2 磁场和DM相互作用下的两比特横向Ising模型的热纠缠

3.3 DM相互作用下两比特Ising模型的纠缠

第四章 DM相互作用下两比特横向Ising模型的纠缠

4.2 不同初态的密度算符

4.3 不同初态下的纠缠演化

4.3.2 结果分析

第五章 结 论

参考文献

致谢

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