三比特海森堡自旋链中固有退相干对纠缠态和量子隐形传态的影响

摘要

量子纠缠是存在于多子系量子系统中的一种奇妙现象,即对一个子系统的测量结果无法独立于对其他子系统的测量参数.虽然,近些年来,随着量子信息这一新兴领域的蓬勃发展,量子纠缠逐渐成为人们的热门话题,但它并不是什么新生事物, “纠缠”这一名词的出现可以追溯到量子力学诞生之初。由于固体系统具有潜在的应用价值以及在量子通信与信息处理过程中的易集成性和可扩展性而备受关注，尤其是其中的海森堡自旋链，被认为是实现纠缠的最佳备选系统。量子隐形传态，这个奇妙的现象因其与量子信息传递及量子计算机的实现有密切联系而引起人们的关注。在量子隐形传态的过程中，遵循量子不可克隆定律，通过量子纠缠态使甲乙粒子发生关联，量子态的确定通过量子测量来进行，因此当甲粒子的量子态被探测后甲乙两粒子瞬时塌缩到各自的本征态，这时乙粒子的态就包含了甲粒子的信息。
　　 不幸的是退相干会破坏系统的量子性质并消减系统个部分之间的有效纠缠。到现在，有很多处理退相干和解决量子退化经典的问题。其中之一是薛定愕么正演化的一个简单修改为基础的，系统演化过程中退相干自动地破坏的一种退相干机制。这种机制叫固有退相干机制。固有退相干模型受到了研究人员的关注，并取得了一些研究成果，已出现了许多关于固有退相干对纠缠度和量子隐形传态影响的理论研究。
　　 本篇论文共分为四章。第一、二章介绍量子信息论的发展概况以及关于量子纠缠的一些基本知识。第三章主要研究在考虑均非匀外磁场和Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用的情况下，三比特海森堡XX自旋环中固有退相干对纠缠度和量子隐形传态的影响，并且给出了对纠缠和保真度的解析表达式。从表达式可以看出对纠缠和保真度都依赖于非均匀磁场b和 DM相互作用参数D。结果表明D对纠缠度的演化做恒反抗，并且对保真度起破坏作用，非均匀磁场b对相邻对纠缠度C12和C23先起积极作用，然后随着b的增加，它会阻止纠缠度的继续增大，b先消减次相邻纠缠度C13，然后随b的增大，C13变零后再出现。第四章分别研究在两个不同海森堡自旋链XXX和XXZ中均匀磁场B和耦合参数Jz分别对纠缠度三体量子隐形传态保真度的影响并且给出了关于纠缠和保真度的解析表达式。结果表明B和Jz都有助于得到理想的纠缠度和保真度。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 量子信息基础理论

3 三量子比特海森堡XX自旋链模型中纠缠度和隐形传态的时间演化

4 三量子比特海森堡模型XXZ和XXX中固有退相干的作用

总结与展望

参考文献

在读期间发表的论文

后记