自旋鏈系統中的量子關聯研究.pdf

1、作為量子信息與量子計算的重要資源,量子糾纏已經激發(fā)起各物理領域學者的研究興趣。然而隨著研究的深入,人們發(fā)現即便沒有糾纏(如分離態(tài)),仍存在可以實現某種超越經典量子計算加速任務的量子關聯。這意味著,糾纏并不是唯一可利用的量子關聯。為了表征量子態(tài)中總的量子關聯,Ollivier等人提出了量子失協的概念。量子失協可量化分離態(tài)中的量子關聯。接著,幾何量子失協,MID等量子關聯度量方法也相繼被提出。研究表明量子失協、MID是比糾纏更為一般的量子資

2、源。由于糾纏和比糾纏更為一般的量子關聯都是重要的量子資源,故對它們進行多方面的理論分析具有重要意義。在此背景下,本文就自旋鏈系統中量子關聯問題展開了研究,主要內容有:
　　1、分析了分別與各自處在橫場中的Ising鏈相耦合的兩qubit系統,發(fā)現:在量子臨界環(huán)境,量子失協比量子糾纏的動力學演化行為更復雜,會出現周期性恒穩(wěn)不變現象,這個穩(wěn)定值維持的時間長短受自旋鏈粒子數和初始參數的雙重影響,且只有在粒子數和初始參數選取合適時,才會較

3、長時間處于恒穩(wěn)狀態(tài)。
　　2、研究了與各自自旋鏈環(huán)境相互耦合的qubit-qutrit動力學演化行為,討論了各參數對系統動力學演化的影響。發(fā)現:很弱的外界磁場條件下,當負DM作用強度的絕對值與各向異性參數近似相等時,量子關聯的延時作用表現得最為顯著。正的DM作用強度對系統時間演化起抑制作用。當外界磁場很強時,negativity和幾何量子失協都會以振蕩的高斯包絡形式衰減,且對DM作用表現得非常敏感。此外,初始參數p的不同,會導致n

4、egativity和幾何量子失協的大小關系也不同,negativity并不是總大于幾何量子失協,且p會導致幾何量子失協發(fā)生突變現象,negativity則不會。在分離態(tài)時,幾何量子失協和糾纏都不復存在,但MID仍可觀測到,體現出其獨特的性質。
　　3、探究了qubit-qutrit海森堡系統中熱關聯的性質。在低溫弱磁條件下,糾纏比幾何量子失協量值大,糾纏突然消失的臨界溫度與DM相互作用強度有關。高溫時,幾何量子失協比糾纏更容易存活