C2(×)Cn量子系统的最大纠缠混合态

讨论了C2(×)Cn量子系统的最大纠缠混合态,得到了Negativity纠缠度下的最大纠缠混合态的解析结果,并计算了该态在非满秩情形下的量子相对熵纠缠度.     

双量子系统任意态的条件熵纠缠度

从量子纠缠的熵特征-负值量子条件熵出发,我们提出了双量子系统任意态的新的纠缠量度-条件熵纠缠度.我们证明了条件熵纠缠度具有纠缠的单调性,满足作为一个好纠缠量度的基本条件.作为一个应用,我们利用条件熵纠缠度研究了同时与真空腔场相互作用的两个全同二能级原子之间的纠缠.我们讨论了两原子初态对所考虑系统条件熵纠缠度的演化,并将其演化规律与concurrence作了比较.我们的结果表明:条件熵纠缠度能够作为一个双量子系统任意态的、容易解析计算的纠缠量度.     

2(×) n量子系统二参量一类态的量子相对熵纠缠度

对于任意的两体量子系统,总可以通过局域操作和经典通讯变换成二参量的一类态.本文计算了2(×)n量子系统的两参量一类态的量子相对熵纠缠度,找到了与其最接近的可分离态,得出了具体的解析表达式,并与其他纠缠的度量-负值度和形成纠缠度作了比较,三种纠缠的度量从大到小的依次为负值度、形成纠缠度和量子相对熵纠缠度.     

C~2C~n量子系统的最大纠缠混合态

讨论了C~2C~n量子系统的最大纠缠混合态,得到了Negativity纠缠度下的最大纠缠混合态的解析结果,并计算了该态在非满秩情形下的量子相对熵纠缠度。     

2（×）n量子系统二参量一类态的量子相对熵纠缠度

对于任意的两体量子系统，总可以通过局域操作和经典通讯变换成二参量的一类态。本文计算了2（×）n量子系统的两参量一类态的量子相对熵纠缠度，找到了与其最接近的可分离态，得出了具体的解析表达式，并与其他纠缠的度量一负值度和形成纠缠度作了比较，三种纠缠的度量从大到小的依次为负值度、形成纠缠度和量子相对熵纠缠度。     

Bell态原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统的量子纠缠

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于原子的量子约化熵研究了初始处于Bell态|β00>和| β10>的两原子与双模纠缠相干光场双光子相互作用系统中两原子与双模光场之间纠缠的演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对原子熵演化特性的影响.结果表明:随着双模光场的平均光子数的增大,原子熵的时间演化曲线逐渐变为规则振荡;增大原子间的相互作用强度,原子熵的振荡频率和振幅都减小;改变双模光场的纠缠度,原子熵的振荡频率和振幅都不发生改变.     

与两等同Bell态纠缠原子相互作用光场的量子场熵

利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1);随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场－原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态(对称迭加态或反对称态)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性. 分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响. 结果表明：原子初态处于反对称态时,场熵始终为零;原子初态处在对称迭加态时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.     

Some Aspects of Quantum Entanglement for CAR Systems

We show some distinct features of quantum entanglement for bipartite CAR systems such as the failure of triangle inequality of von Neumann entropy and the possible change of our entanglement degree under local operations. Those are due to the nonindependence of CAR systems and never occur in any algebraic independent systems. We introduce a new notion half-sided entanglement.     

Application of quantum algorithms to direct measurement of concurrence of a two-qubit pure state

This paper proposes a method to measure directly the concurrence of an arbitrary two-qubit pure state based on a generalized Grover quantum iteration algorithm and a phase estimation algorithm. The concurrence can be calculated by applying quantum algorithms to two available copies of the bipartite system, and a final measurement on the auxiliary working qubits gives a better estimation of the concurrence. This method opens new prospects of entanglement measure by the application of quantum algorithms. The implementation of the protocol would be an important step toward quantum information processing and more complex entanglement measure of the finite-dimensional quantum system with an arbitrary number of qubits.     

Detecting entanglement of quantum channels

Entanglement is the crucial resource for different quantum information processing tasks. While conventional studies focus on the entanglement of bipartite or multipartite quantum states, recent works have extended the scenario to the entanglement of quantum channels, an operational quantification of the channel entanglement manipulation capability. Based on the recently proposed channel entanglement resource framework, here we study a further task of resource detection—witnessing entanglement of quantum channels. We first introduce the general framework and show how channel entanglement detection is related to the Choi state of the channel, enabling channel entanglement detection via conventional state entanglement detection methods. We also consider entanglement of multipartite quantum channels and use the stabilizer formalism to construct entanglement witnesses for circuits consisting of controlled-Z gates. We study the effectiveness of the proposed detection methods and compare their performance for several typical channels. Our work paves the way for systematic theoretical studies of channel entanglement and practical benchmarking of noisy intermediate scaled quantum devices.     

四能级量子制冷循环

本文提出以两个qubit量子纠缠系统为工质的四能级制冷循环模型, 基于量子热力学第一定律和热纠缠概念, 分析了在循环中系统与外界交换的热量、输入功、制冷系数等热力学参数与量子纠缠之间的关系, 结果表明: 制冷系数等高线图是环状曲线, 随纠缠比r增加而非单调变化; 当相互作用常数J比较小时, 量子制冷机运行区间在c₁>c₂, 当增加J值时, 制冷机运行区间在c₁>c₂和 c₁<c₂两个区域; 最大制冷系数ε_max随J值增大而增加.     

Quantum entanglement in a two—dimensional ion trap

In this paper,we investigate the quantum entanglement in a two-dimensional ion trap system.we discuss the quantum entanglement between the ion and phonons by using reduced entropy,and that between two degrees of freedom of the vibrational motion along x and y directions by using quantum relative entropy.We discuss also the influence of initial state of the system on the quantum entanglement and the relation between two entanglements in the trapped ion system.     

量子纠缠与宇宙学弗里德曼方程

量子纠缠作为量子信息理论中最核心的部分,代表量子态一种内在的特性,是微观物质的一种根本的性质,它是以非定域的形式存在于多子量子系统中的一种神奇的物理现象.熵也是量子信息理论的重要概念之一,纠缠熵作为量子信息的一个测度已经成为一种重要的理论工具,为物理学中的各类课题提供了新的研究方法.本文主要考虑量子纠缠的宇宙学应用,试图更好地从纠缠的角度来理解宇宙动力学.本文研究了量子信息理论的概念和宇宙学之间的深层联系,利用费米正则坐标和共形费米坐标构建了弗里德曼- 勒梅特-罗伯逊-沃尔克宇宙学弗里德曼方程和纠缠之间的联系.假设小测地球（a geodesic ball）的纠缠熵在给定体积下是最大的,可以从量子纠缠第一定律推导出弗里德曼方程.研究表明引力与量子纠缠之间存在着某种深刻的联系,这种联系对引力场方程的解是成立的.     

Efficient entanglement purification in quantum repeaters

We present an efficient entanglement purification protocol (EPP) with controlled-not (CNOT) gates and linear optics. With the CNOT gates, our EPP can reach a higher fidelity than the conventional one. Moreover, it does not require the fidelity of the initial mixed state to satisfy F>1/2. If the initial state is not entangled, it still can be purified. With the linear optics, this protocol can get pure maximally entangled pairs with some probabilities. Meanwhile, it can be used to purify the entanglement between the atomic ensembles in distant locations. This protocol may be useful in long-distance quantum communication.     

费米环境中两个三能级原子系统的纠缠演化

利用负性纠缠度(negativity)研究了两个三能级原子系统在费米环境中的纠缠演化问题-结果表明,两个三能级原子系统的纠缠演化不仅依赖于系统和环境的相互作用强度,而且还依赖于系统所处的具体量子态-通过例子发现,系统和环境相互作用强度越大,纠缠衰减越快;对于纯态,仅当时间趋于无穷时纠缠才被完全破坏;对于混态,则在有限的时间内纠缠即被彻底破坏-通过一般的分析找到了一类免退相干的量子子空间-在这些子空间中,量子态不受环境的影响,故其纠缠不变-研究有助于理解费米环境造成的退相干对玻色系统纠缠的影响- 关键词： 费米环境 纠缠演化 两个三能级原子     

原子与双模相干强场依赖强度耦合多光子过程中纠缠量度与制备

给出了依赖强度耦合双模多光子过程Jaynes-Cummings模型的有效哈密顿量.在强场条件下,分别用量子约化熵和量子相对熵研究了上述模型中原子与场之间的纠缠以及双模相干场的模间纠缠演化.研究表明,这两类纠缠演化均与原子跃迁时吸收(或发射)的光子数k密切相关.同时,还揭示了双光子过程(k=1)和多光子过程(k≥2)中不同的纠缠特性.讨论了纠缠态的制备,制备了与时间无关的原子-场的Einstein-Podolsky-Rosen态和双模相干场的模间纠缠态.