三個(gè)qubit系統(tǒng)中的量子糾纏特性研究.pdf

1、量子力學(xué)是非定域的理論，這一點(diǎn)已被違背貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)，因此量子力學(xué)展現(xiàn)出許多反直觀的效應(yīng)。量子力學(xué)中不能表示成直積形式的念稱為糾纏態(tài)。歷史上，糾纏態(tài)的概念最早出現(xiàn)在1935年薛定諤關(guān)于“貓態(tài)”的論文中。所謂量子糾纏指的是兩個(gè)或多個(gè)量子系統(tǒng)之間存在非定域、非經(jīng)典的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。量子糾纏對(duì)于了解量子力學(xué)的基本概念具有重要意義，涉及實(shí)在性、定域性、隱變量等基本問(wèn)題；近年來(lái)，由于量子信息和量子計(jì)算[11的產(chǎn)生與發(fā)展，量子糾纏被認(rèn)為是一種不

2、可替代的資源，可以用來(lái)執(zhí)行一些經(jīng)典手段無(wú)法完成的任務(wù)，如量子隱形傳態(tài)，量子密碼等。
　　 本論文主要研究了自旋鏈模型中的熱糾纏特性和非馬爾科夫環(huán)境中的糾纏動(dòng)力學(xué)演化特征。內(nèi)容包括下面兩部分：
　　 1.研究了一維三量子比特海森伯模型中的對(duì)糾纏的提高和控制問(wèn)題，在該系統(tǒng)中引入了Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用，通過(guò)求解共生來(lái)計(jì)算兩量子比特之間的熱糾纏，結(jié)果表明：對(duì)于XXX模型，引入DM相互作用D，

3、可以誘導(dǎo)鐵磁和反鐵磁自旋鏈產(chǎn)生熱糾纏，盡管它們產(chǎn)生熱糾纏所需的D值大小不同。對(duì)于XXZ模型，引入DM相互作用后，可以使原本不存在熱糾纏的反鐵磁自旋鏈產(chǎn)生糾纏，而且對(duì)于鐵磁和反鐵磁這兩種XXZ自旋鏈，DM相互作用和各向異性參數(shù)△對(duì)于熱糾纏具有不同的影響。此外，通過(guò)比較兩比特與三比特的XXZ模型，可知無(wú)論是鐵磁還是反鐵磁鏈，在相同的溫度下，三比特模型產(chǎn)生熱糾纏需要的DM相互作用更大一些。
　　 2.研究了三個(gè)初始處于W型糾纏態(tài)的二能

4、級(jí)原子在同一非馬爾科夫(non-Markovian)熱庫(kù)中的糾纏動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，考慮了原子糾纏的初始純度對(duì)系統(tǒng)解糾纏的影響，以及環(huán)境的非馬爾科夫性質(zhì)導(dǎo)致的糾纏恢復(fù)現(xiàn)象。結(jié)果表明：當(dāng)原子初態(tài)為W型糾纏純態(tài)時(shí)，原子在整個(gè)演化過(guò)程中都不會(huì)出現(xiàn)所謂的糾纏猝死(entanglement sudden death)現(xiàn)象，而當(dāng)其為混合態(tài)時(shí)則會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象；另一方面，由于環(huán)境的記憶作用，糾纏在退化后能夠部分恢復(fù)，恢復(fù)的程度取決于環(huán)境非馬爾科夫性質(zhì)的強(qiáng)弱。本文