量子糾纏及量子關(guān)聯(lián)在光子晶體中的演化.pdf

1、在過去的幾十年中,量子信息學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域。作為量子力學(xué)最吸引人的特性之一,量子糾纏和量子關(guān)聯(lián)在量子信息處理中起著關(guān)鍵性的作用,它是操控、存儲(chǔ)和傳遞量子信息不可替代的重要資源,同時(shí)還是區(qū)別于量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)特征。目前,人們已經(jīng)提出了多種糾纏的度量方法,包括兩體和多體糾纏的度量,并發(fā)現(xiàn)量子系統(tǒng)與周圍環(huán)境存在著不可避免的相互作用,正是這種相互作用導(dǎo)致了量子系統(tǒng)的退相干和能量耗散。隨著人們對(duì)量子關(guān)聯(lián)的不斷深入研究,

2、發(fā)現(xiàn)量子糾纏并不一定包含全部的量子關(guān)聯(lián),比如,在可分離態(tài)中也可能含有非經(jīng)典關(guān)聯(lián),這就意味著糾纏為零的可分態(tài)中也可能含有非零的量子關(guān)聯(lián),那么該如何去定義這一部分量子關(guān)聯(lián)又成為人們所關(guān)注的熱點(diǎn),Quantum Discord是一種通過測(cè)量得到的量子關(guān)聯(lián)度量,它包含了兩個(gè)相互作用的量子體系之間所有的量子信息。
　　 本文通過一個(gè)改進(jìn)的共軛梯度法,研究了被分別嵌入三個(gè)相互獨(dú)立的光子晶體中的三量子比特系統(tǒng)的殘留糾纏隨時(shí)間的演化。我們發(fā)現(xiàn),

3、在各向同性光子晶體中,由于環(huán)境引發(fā)的退相干作用和記憶效應(yīng),糾纏會(huì)出現(xiàn)突然死亡(ESD-entanglement sudden death)和突然產(chǎn)生(ESB-entanglement suddenbirth)現(xiàn)象,而在各向異性光子晶體中,量子比特的躍遷頻率在帶邊附近時(shí),殘留糾纏能夠維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,但是一旦糾纏消亡,在有限的時(shí)間里它將不再產(chǎn)生,即在各向異性光子晶體中不存在殘留糾纏突然產(chǎn)生現(xiàn)象。我們還發(fā)現(xiàn),不管是在各向同性光子晶體中還

4、是在各向異性光子晶體中,三體糾纏都要比兩體糾纏衰減的快,這就意味著在抵抗噪聲環(huán)境方面多體糾纏比兩體糾纏更加脆弱。同時(shí),我們還對(duì)這三量子比特中的兩體子系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并分別計(jì)算了兩體子系統(tǒng)concurrence和quantum discord的動(dòng)態(tài)演化過程,并對(duì)它們做了一定的比較,發(fā)現(xiàn)不管在各向同性光子晶體中還是在個(gè)性異性光子晶體中,qLtantum discord中只能漸進(jìn)地消亡,并且在糾纏為0的情況下,quantumdiscord仍然