幾種兩體系統(tǒng)在不同關聯(lián)度量方式下的量子關聯(lián)性質(zhì)研究.pdf

1、作為量子信息和量子計算中的寶貴資源,量子關聯(lián)在過去的幾年里得到了廣泛地關注,并且為量子態(tài)遠程制備和量子密集編碼等應用提供了可能性。最近的研究結果表明與量子糾纏相比,量子關聯(lián)能夠更普遍地描述非經(jīng)典的關聯(lián),對于混合態(tài),量子糾纏并不等同于量子關聯(lián)。事實上,量子糾纏只是量子關聯(lián)的一種,但并不是唯一的。因此利用不同的關聯(lián)度量方式研究幾種兩體系統(tǒng)的量子關聯(lián)性質(zhì)是很有意義的,有助于量子關聯(lián)度量方式的統(tǒng)一。
　　本文正是基于這樣的原因,討論了幾種

2、兩體系統(tǒng)在不同的關聯(lián)度量方式下的量子關聯(lián)性質(zhì)。第一章簡要回顧了量子信息學的提出和發(fā)展過程,介紹了量子關聯(lián)理論,并在最后給出了本碩士論文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排。第二章主要介紹了量子關聯(lián)在量子信息理論中的重要性,分別介紹了量子關聯(lián)的幾種度量方式。首先介紹了量子糾纏的基本理論以及其度量方式;然后介紹了量子關聯(lián)的另外兩種度量方式Quantum Discord(QD)和 Measurement-induced disturbance(MID)的定義

3、和基本性質(zhì)。第三章討論了均勻外磁場下二比特海森堡XYZ模型自旋鏈的量子關聯(lián),討論基態(tài)量子關聯(lián)性質(zhì)和不同的參數(shù)對量子關聯(lián)性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)量子糾纏 Concurrence總是存在恢復現(xiàn)象,但 MID不存在恢復現(xiàn)象,而且給出了在基態(tài)下這種恢復現(xiàn)象產(chǎn)生的具體原因。另外 MID的范圍總要大于糾纏 Concurrence的范圍,說明了作為量子關聯(lián)的兩種度量方式,MID比Concurrence表現(xiàn)的更強健一些。第四章討論了自由空間中兩個空間分離的原子

4、在非相干泵浦作用下的量子關聯(lián)性質(zhì),發(fā)現(xiàn)在不同的初態(tài)下量子糾纏Concurrence和量子關聯(lián)QD表現(xiàn)出不同的動力學性質(zhì),在以時間和原子間距為變量時,Concurrence經(jīng)歷了一個瞬間產(chǎn)生(“sudden birth”)過程,而QD僅僅是呈現(xiàn)出振蕩衰減的情形;而且QD的值總是比相應的Concurrence的值要大,說明了QD要比糾纏Concurrence更強健一些。另外通過引入非相干泵浦,驗證了非相干泵浦可以克服原子的衰減,穩(wěn)態(tài)量子關聯(lián)

5、 QD明顯要比穩(wěn)態(tài)糾纏表現(xiàn)出更強的生命力。第五章討論了二比特海森堡 XYZ模型在退相干作用下的一些量子關聯(lián)性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)量子關聯(lián) Concurrence和 Quantum discord(QD)隨時間都是振蕩的,然而Concurrence總是存在“糾纏瞬間死亡”現(xiàn)象,而 QD沒有這種現(xiàn)象產(chǎn)生,同時糾纏的死亡時間間隔在很大程度上依賴于所選初態(tài)和參數(shù)b,?。然后在長時間的極限下,可以得到穩(wěn)定的糾纏值和QD值,這意味著環(huán)境的退相干不能完全地消除量

6、子關聯(lián)。另外通過分析t??下的穩(wěn)定的Concurrence和QD,給出了為什么隨著參量B和?的改變,穩(wěn)定的 Concurrence和 QD的變化是較復雜的,但是參量 b獨立于穩(wěn)定的Concurrence和 QD。第六章討論了與熱庫相互作用的二比特體系的量子關聯(lián)性質(zhì)。探究了在不同初態(tài)下體系量子關聯(lián)隨時間的變化,以及熱庫的平均光子數(shù)和原子的自發(fā)輻射率對體系量子關聯(lián)性質(zhì)的影響。結果表明較小的熱庫平均光子數(shù)以及原子自發(fā)輻射率能夠減弱QD的衰減,