量子信息中的糾纏，非定域性及隱形傳態(tài)等問題的研究.pdf

1、量子糾纏和非定域性的研究是量子力學的基礎理論問題。從1935年愛因斯坦等人提出的EPR糾纏態(tài)到Bell不等式的提出以及后來的實驗檢驗，經(jīng)歷了半個多世紀的歷程，人們認識到量子糾纏態(tài)能展現(xiàn)經(jīng)典物理所不能解釋的非定域關(guān)聯(lián)。90年代以來，隨著量子信息論的興起和發(fā)展，量子糾纏又展示了重要的應用前景。糾纏可以作為基本的信息源，在量子計算和通信領(lǐng)域起著核心地位。但量子糾纏和非定域性容易被環(huán)境誘導的退相干效應所破壞，這是實現(xiàn)量子計算和通信的基本障礙。本

2、文主要研究了在退相干條件下連續(xù)變量系統(tǒng)的糾纏，非定域性的演化，隱形傳態(tài)問題，以及原子和光場相互作用系統(tǒng)的糾纏動力學。本文主要的結(jié)果如下：
　　 1.在第二章中，我們簡要介紹了量子糾纏，非定域性，量子隱形傳態(tài)，以及退相干的一些背景知識。首先回顧了量子非定域的理論研究和實驗檢驗的歷史，Bell不等式及其在高維系統(tǒng)和連續(xù)變量系統(tǒng)的推廣。接著我們介紹了量子糾纏的概念和糾纏的幾種度量，包括Von Neumann熵，形成糾纏，蒸餾糾纏，糾纏

3、相對熵，以及Log-negativity等。我們還介紹了量子糾纏在量子通信中的一種重要應用一量子隱形傳態(tài)。最后介紹了量子退相干的幾種機制。
　　 2.在第三章中，我們研究了配對貓態(tài)及兩模負二項式態(tài)在相位退相干條件下的糾纏性質(zhì)和Bell不等式的破壞。我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的糾纏度和非定域性隨退相干時間的增大而減少，有限時間內(nèi)始終有可蒸餾糾纏和非定域性存在。我們對兩模負二項式態(tài)在隱形傳態(tài)中應用也進行了研究，并考慮了相位退相干對保真度的影響。不

4、同的初態(tài)參數(shù)對糾纏，非定域性及保真度的影響也進行了研究。
　　 3.在第四章中，我們研究了配對貓態(tài)和配對相干態(tài)在振幅退相干條件下的糾纏性質(zhì)，Bell不等式的破壞。我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的糾纏度和非定域性隨退相干時間的增大而減少。與相位退相干不同的是，一定時間后，Bell不等式不再被破壞。我們研究了這一特征時間對初態(tài)參數(shù)和環(huán)境溫度的依賴行為，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度越高，非定域性越容易被破壞，而且可以通過調(diào)節(jié)初態(tài)參數(shù)來調(diào)節(jié)這一特征時間。配對相干態(tài)和配對

5、貓態(tài)存隱形傳態(tài)中應用也進行了研究，并考慮了熱環(huán)境對保真度的影響。不同的初態(tài)參數(shù)和環(huán)境溫度對糾纏，非定域性及保真度的演化性質(zhì)的影響也進行了研究。
　　 4.在第五章中，我們研究了Ξ位型級聯(lián)三能級原子與光場相互作用系統(tǒng)的糾纏動力學。我們首先得到了系統(tǒng)的精確解，并利用Log-Negtativity作為度量研究了糾纏的演化，討論了不同的初態(tài)參數(shù)和失諧對糾纏度的影響。我們發(fā)現(xiàn)失諧可以作為一個控制參數(shù)來調(diào)節(jié)腔場和原子之間的糾纏性質(zhì)。在相位退