糾纏與量子相變關(guān)系及量子控制的理論研究.pdf

1、量子信息學(xué)是量子理論與信息學(xué)交叉而產(chǎn)生的新興學(xué)科，它的出現(xiàn)給未來的科技發(fā)展帶來了美好的前景。量子信息學(xué)的發(fā)展與完善離不開對量子糾纏和量子控制等相關(guān)問題的深入研究。本文就量子糾纏與量子控制的一些問題進(jìn)行了理論探討，并得到了一些有意義的結(jié)果。 本文大體可分為四個部分。第一章和第二章構(gòu)成本文的第一部分，第一章里較為系統(tǒng)的介紹了研究量子糾纏、量子控制的重要意義，以及目前的研究進(jìn)展。第二章中我們介紹了與本文相關(guān)的量子信息學(xué)的基本知識。

2、 本文的第二部分由第三章和第四章構(gòu)成，主要討論了量子多體系統(tǒng)中量子糾纏與量子相變的關(guān)系。在第三章中，我們對狄克模型進(jìn)行了簡單的介紹，并研究了在具有偶極相互作用的狄克模型中子系統(tǒng)的糾纏性質(zhì)，以及量子相變現(xiàn)象。研究表明，子系統(tǒng)間的糾纏性質(zhì)可以很好的反應(yīng)量子相變的發(fā)生，原子間的偶極相互作用對子系統(tǒng)間的糾纏有重要影響。在第四章里，我們介紹了XY自旋鏈，通過研究與自旋鏈耦合的中心粒子間的糾纏性質(zhì)，討論了自旋鏈環(huán)境相交及溫度對中心粒子間糾纏的影

3、響。我們的研究表明，中心粒子間的糾纏性質(zhì)和系統(tǒng)的初態(tài)有著密切的聯(lián)系。在自旋鏈溫度接近絕對零度時，中心粒子間的糾纏能夠反應(yīng)自旋鏈的相交現(xiàn)象，當(dāng)自旋鏈溫度升高時，自旋鏈自身的量子相變現(xiàn)象被熱力學(xué)漲落淹沒，溫度還會引發(fā)中心粒子出現(xiàn)退糾纏現(xiàn)象。 第五章是本文的第三部分，在這一章里，我們研究了量子糾纏在量子信息里的一個重要應(yīng)用——量子隱形傳態(tài)，著重討論了利用量子多體糾纏完成多量子比特的傳送任務(wù)。通過一種矩陣符號，我們得到了一個描述量子隱形