类氢原子核质量对电子状态的影响

在孤立的两体复合系统中,讨论其中一体的变化如何影响另一体的状态,有助于了解单粒子混合态与纯态的关系.本文讨论5个孤立的一维类氢原子模型系统,原子核的质量互不相同.这5个两体(电子与原子核)复合系统的相对运动状态都处于纠缠态,其中电子状态都用约化密度矩阵表示的混合态描述.在原子核质量趋近无穷大的一维氢原子模型中,电子处于纯态.为比较这里的纯态和混合态,在位置表象中计算了这些混合态的纯度、它们分别与纯态的保真度、以及所有这些态的相干性.研究表明,原子核的质量越大,纯度和保真度越接近1,混合态的相干性与纯态的也越接近.这样的纯态及其相干性可以是这种混合态及其相干性的近似,并与原子核及库仑相互作用有关.     

混合态的不确定关系与压缩效应

在关于混合态的海森堡不确定关系的基础上，研究了纯态和混合态的最小不确定性和压缩效应.虽然最小不确定态必定是纯态，但在某些并非最小不确定态的纯态或混合态中，依然可 以实现力学量不确定度的压缩.还给出了普通统计学的不确定关系，它们不涉及量子相干性却与量子力学的海森堡不确定关系具有相似的数学结构. 关键词： 混合态 最小不确定性 压缩效应     

量子混合态的统计角

本文把关于量子纯态之间的统计角概念推广到量子混合态,并提出了单个混合态的发散角这一概念,导出了纯态判据,用到测量上,响应函数不过是量子系统与仪器之间的统计角余弦的平方,而测量过程中的熵增加则显现为混合态发散角的扩大。 关键词：     

热场动力学理论中的Husimi分布函数及Wehrl熵的研究

利用量子相空间技术和信息熵理论,研究了热场动力学理论中量子纯态与相应混合态的Husimi分布函数及Wehrl熵的一致性问题.结果表明,热相干态与相应混合态的Husimi分布函数及Wehrl熵完全相同,支持了热场动力学理论.且热相干态的Wehrl熵与平移因子无关,故在热相干态中,量子系统的可观测量的量子涨落及不确定关系也与平移因子无关.     

一类正交纠缠混合态的局部克隆

给出了一类两粒子纠缠混合态在LOCC条件下的克隆的充要条件.进一步发现此类混合态不能在局部操作和经典通讯(LOCC)条件下被分辨,这意味着混合态的局部克隆与局部分辨跟纯态的局部克隆与局部分辨有本质的差别.     

负值量子条件熵与双量子系统一类混合态纠缠量度

运用负值量子条件熵研究了双量子系统一类混合态的纠缠量度.给出了负值量子条件作为条件熵纠缠度的定义，证明了条件熵纠缠满足作为2×2系统一类混合纠缠态量度的四个基本条件.当双量子系统处于纯态时，条件熵纠缠度即为部分熵纠缠度.应用条件熵纠缠度研究了真空腔场中两全同二能级原子之间纯态和一类混合态纠缠的时间演化，比较了相同条件下两全同原子系统concurrence纠缠度的时间演化.结果表明，两纠缠度演化规律完全一致，验证了负值量子条件熵可以作为双量子系统纯态和一类混合态的纠缠量度. 关键词： 双量子系统 负值量子条件熵 条件熵纠缠度 混合态纠缠度     

相干与路径信息

近年来,随着对相干性量化的发展,相干与路径信息间的互补关系渐渐引起人们注意.这样的互补关系不仅在基础量子力学方面有重要的理论意义,同时也在量子信息技术中有实际应用.本文从Bures距离和明确量子态区分出发,系统地研究了二路径干涉仪中的相干与路径信息,并建立了一个全新的互补关系.与已知的类似工作相比,本文的研究更为一般:既考虑纯态,也考虑混合态;既探讨了干涉仪本身的路径不对称性所提供的路径可预测性,也探讨了因路径探测器而生的路径可区分度.具体地说,路径可预测性的讨论只依赖于密度矩阵的半正定性质,而路径可区分度的讨论还需要利用保真度和Schur-Weyl不等式等工具.     

从混合态构造相应的系统-热库纠缠纯态的新方法

在量子统计学和低温物理学中,常用密度算符(或混合态)来表示物理系综.本文旨在提出一个新方法能将混合态转化为系统与热库相纠缠的量子纯态,这样做不但可以彰显环境对系统的影响,探寻新的物理态,尤其是纠缠态,而且能将求系综平均的复杂计算转化为较为简洁的求纯态平均.我们的新方法是将相干态和有序算符内的积分理论结合起来,就可直接将混合态扩充为自由度加倍的纯态.     

基于(2m+1)粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态(英文)

提出了一个基于高维2m+1粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态方案,发送方Alice对需传送的未知态量子系统和手中的纠缠粒子执行m个广义Bell基测量,控制方执行广义X基测量,依据预先共享量子纠缠态非定域相关性,接收方对手中的粒子执行相应的幺正操作就可以重建原来未知量子态.与其他方案相比,方案减少了任意高维多粒子态可控离物传送所需传送粒子数.我们进一步讨论了基于纯纠缠信道的概率量子可控离物传态方案,通过与发送方和控制方合作,接收方只需对手中的纠缠粒子和引入的附加粒子执行联合幺正演化和投影测量,就可以在他的粒子上概率的重建原来的未知量子态,最后,方案计算讨论了基于纯纠缠态量子可控离物传态成功概率与信道纠缠度之间的关系.     

研究热相干态的Wigner函数

利用相干态表象下的Wigner算符和有序算符内的积分(IWOP)技术,首先得到了热相干态(量子纯态)的Wigner函数;同时借助相干态表象和算符的正规乘积形式给出了相应混合态的Wigner函数.结果表明,热相干态与相应混合态的Wigner甬数是相一致的,支持了热场动力学(TFD)理论.且采用相干态表象下的Wigner算符、IWOP技术和算符的正规乘积形式来研究量子态的Wigner函数非常简捷方便.研究结果加深了人们对量子统计中相空间技术和热场动力学(TFD)理论的认识,且对于其它量子纯态与相应混合态相空间分布函数一致性的研究具有很好的理论指导意义.     

基于Cluster态和Bell态的任意三粒子态远程制备

本文提出了一个新颖的基于四粒子cluster态和Bell态制备任意三粒子远程制备方案.在发送者(Alice)对自己手中的粒子做正交完备测量,接受者(Bob)对自己手中的粒子做适当的幺正变换后,任意三粒子远程制备成功.对于Alice的两种不同的正交完备基测量的情况,分别计算了远程制备成功的概率.另外,本方案成功制备的概率在一般情况和一些特殊情况下是可以计算的.分析结果表明:在一般情况下,远程态制备可以以1/8的概率实现;但在一些特殊情况下,成功的概率可以提高到1/4、1/2,甚至1.     

基于Cluster态和Bell态的任意三粒子态远程制备(英文)

本文提出了一个新颖的基于四粒子cluster态和Bell态制备任意三粒子远程制备方案.在发送者(Alice)对自己手中的粒子做正交完备测量,接受者(Bob)对自己手中的粒子做适当的幺正变换后,任意三粒子远程制备成功.对于Alice的两种不同的正交完备基测量的情况,分别计算了远程制备成功的概率.另外,本方案成功制备的概率在一般情况和一些特殊情况下是可以计算的.分析结果表明:在一般情况下,远程态制备可以以1/8的概率实现;但在一些特殊情况下,成功的概率可以提高到1/4、1/2,甚至1.     

Spin Squeezing in 4-Qubit State Superposed by GHZ State, W State and Symmetric State

We investigate the entangled property via spin squeezing in a 4-qubit state superposed by a GHZ state, W state and symmetric state with relative phases. Numerically solutions for spin squeezing parameter are derived. Mean spin direction and the spin squeezing parameters are determined by the superposition coefficients and the relative phases.     

Teleportation of Multipartite State via W State

A scheme of teleporting a multi-particle state via W state is presented. The W class states serve as quantum channels. After the sender operates both Von Neumann measurements and Bell-state measurements and then inform the receiver her results, the receiver can reconstruct the original state by corresponding unitary transformation. The probability of successful teleportation is also obtained. Special example of four-particle state is discussed in detail.     

双模场真空态与相干态的叠加态的准几率分布函数

辐射场的非经典态在量子光学中占有十分重要的位置,在实践中有着非常广泛的应用背景,因此如何构造出各种各样的非经典态引起了越来越多的人的极大兴趣和重视。本文中,我们构造了辐射场的一类新的非经典态,称之为双模真空态与相干态的叠加态。我们对该态做了详细的数值计算以及量子统计性质的讨论。我们构造了双模真空态与相干态的叠加态的数学结构,讨论了它的准几率分布函数。数值计算结果表明,双模真空态与相干态的叠加态具有非常显著的非经典性质,因此双模真空态与相干态的叠加态是一类新的非经典光场态。     

Quantum State Sharing of a Single-Qubit State via an Arbitrary High-Dimensional Entangled State

We propose two schemes for quantum state sharing of single-qubit state by using three-qutrit and three-qudit entangled states as quantum channel, respectively. After the sender performs a non-symmetric basis measurement on her particles, and the controller operates a single-particle measurement on his particle, the state receiver can reconstruct the original state of the sender by applying the appropriate unitary operation. The analysis of the security in the schemes has been given.     

Remote State Preparation of a Greenberger-Horne-Zeilinger Class State

In this paper, we propose a scheme for the remote preparation of a three-particle Greenberger-Horne-Zeilinger class state by a two-particle entangled state and a three-particle entangled state. It is shown that, by this scheme, only two classical bits and one two-particle projective measurement are enough for such preparation.     

Teleportation of Two-Particle Entangled State via Cluster State

In this paper,two schemes for teleporting an unknown two-particle entangled state from the sender (Alice)to the receiver (Bob) via a four-particle entangled cluster state are proposed.In these two schemes,the unknown twoparticle entangled state can be teleported perfectly.The successful probabilities and fidelities of the schemes can reach unity.     

Joint Remote State Preparation of a Single-Atom Qubit State via a GHZ Entangled State

We proposed a physical protocol for the joint remote preparation of a single-atom qubit state via a three-atom entangled GHZ-type state previously shared by the two senders and one receiver. Only rotation operations of single-atom, which can be achieved though the resonant interaction between the two-level atom and the classical field, are required in the scheme. It shows that the splitting way of the classical information of the secret qubit not only determines the success of reconstruction of the secret qubit, but also influences the operations of the senders.