带有三体相互作用的XXX自旋链模型的隐形传态

本文研究了基于一个带有多体相互作用（XZY-YZX型和XZX+YZY型）的三比特XXX海森堡自旋链模型的量子隐形传态. 首先求出该模型的本征值和本征态, 然后再以它在热平衡态下的纠缠为量子信道进行隐形传态并求出保真度的表达式. 分别分析了不带三体相互作用和仅带一种三体相互作用及同时带两种三体相互作用的XXX模型的保真度与外磁场和温度的关系, 得知仅带有XZX+YZY型三体相互作用的铁磁质海森堡XXX模型的隐形传态质量最好, 并且工作时需要的外界磁场最小、 温度相对较高, 在实验上容易实现.     

带有三体相互作用的XXX自旋链模型的隐形传态

本文研究了基于一个带有多体相互作用（XZY-YZX型和XZX+YZY型）的三比特XXX海森堡自旋链模型的量子隐形传态. 首先求出该模型的本征值和本征态, 然后再以它在热平衡态下的纠缠为量子信道进行隐形传态并求出保真度的表达式. 分别分析了不带三体相互作用和仅带一种三体相互作用及同时带两种三体相互作用的XXX模型的保真度与外磁场和温度的关系, 得知仅带有XZX+YZY型三体相互作用的铁磁质海森堡XXX模型的隐形传态质量最好, 并且工作时需要的外界磁场最小、 温度相对较高, 在实验上容易实现.     

具有三体相互作用海森堡自旋链模型的纠缠与几何失协

近年来有研究发现量子失协可以度量非纠缠的量子关联,而且非纠缠的量子关联在量子通信和量子计算中起到很重要的作用.本文研究了磁场,两种三体相互作用,各向异性参数,耦合常数,温度等参数对同时具有两种三体相互作用海森堡XXZ自旋链系统的量子纠缠,几何失协的影响以及与量子相变的关系.研究表明:量子纠缠和几何失协都可以清晰的表征本模型系统的量子相变现象;随着XZX+YZY型三体相互作用的增加量子纠缠和几何失协即使在高温时也可达到最大值;几何失协比量子纠缠更全面地描述了量子关联;XZY-YZX型三体相互作用的增加对量子纠缠有抑制作用;XZY-YZX型三体相互作用在一定区域内的增加对几何失协有抑制作用,在另一区域的增加可使几何失协增大到一个稳定的非零值.增大磁场和自旋耦合常数,减小各向异性参数会使纠缠的临界温度变大;调节自旋耦合常数可更有效的使量子纠缠和几何失协在高温时仍有一个较大的值.同时发现,在磁场0B5和各向异性参数-1J_Z10的区域两种量子关联都可以维持在最大值.     

具有三体相互作用海森堡自旋链模型的纠缠与几何失协

近年来有研究发现量子失协可以度量非纠缠的量子关联,而且非纠缠的量子关联在量子通信和量子计算中起到很重要的作用.研究了磁场,两种三体相互作用,各向异性参数,耦合常数,温度等参数对同时具有两种三体相互作用海森堡XXZ自旋链系统的量子纠缠,几何失协的影响以及与量子相变的关系.研究表明:量子纠缠和几何失协都可以清晰的表征本模型系统的量子相变现象; 随着XZX+YZY型三体相互作用的增加量子纠缠和几何失协即使在高温时也可达到最大值;几何失协比量子纠缠更全面地描述了量子关联; XZY-YZX型三体相互作用的增加对量子纠缠有抑制作用;XZY-YZX型三体相互作用在一定区域内的增加对几何失协有抑制作用,在另一区域的增加可使几何失协增大到一个稳定的非零值。增大磁场和自旋耦合常数,减小各向异性参数会使纠缠的临界温度变大; 调节自旋耦合常数可更有效的使量子纠缠和几何失协在高温时仍有一个较大的值.同时发现,在磁场 和各向异性参数 的区域两种量子关联都可以维持在最大值.     

多格点相互作用对横向磁场作用下XY型自旋链中非平衡态热力学性质的影响

近年来,封闭系统中非平衡热力学性质,特别是自旋链中经过一个淬火过程后的平衡热力学性质已经成为了量子热力学研究中的一个热点之一.研究了横向磁场作用下含XZX+YZY型三体相互作用的XY自旋链中的非平衡态热力学性质.具体考虑了当XY型链中横向外磁场发生一个突变(淬火)时链中XZX+YZY三格点相互作用分别对淬火过程中产生的平均功、功涨落和不可逆熵产生等热力学量的影响.研究显示:XZX+YZY三格点相互作用可能对平均功的增加起正面作用和负面作用,关键取决于初始外磁场强度的取值.接着,还发现:通过调节XZX+YZY三格点相互作用强度可以很有效地抑制功涨落.最后,考虑了不可逆熵产生在不同XZX+YZY三格点相互作用下随外磁场强度的变化关系,结果发现:不可逆熵产生在临界磁场附近会出现特殊的尖峰特征,并且尖峰值随XZX+YZY三格点相互作用的增加有不断减少的趋势,同时给出了相应的物理解释.     

交错Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对反铁磁Heisenberg链纠缠的影响

主要研究了具有交错Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的反铁磁Heisenberg链的纠缠.基于 density-matrix renormalization group(DMRG)的数值计算表明,交错DM相互作用消除了系统在外磁场H=2处的二级量子相变,从而量子纠缠反常行为也随之消失;同时纠缠范围的发散也被消除,意味着该模型因子化点的消失.交错DM相互作用导致系统在任意强场下也不会达到铁磁饱和状态,从而保持着自旋纠缠.交错DM相互作用有利于通过外场调控纠缠程度和纠缠范 关键词： Dzyaloshinskii-Moriya相互作用 量子纠缠 量子相变 纠缠范围     

混合自旋XY系统热纠缠的研究

本文研究了两格点、三格点以及四格点混合自旋（1／2,1）XY系统的热纠缠,通过数值计算,探讨了纠缠随温度和外磁场的变化关系．发现在外磁场不存在或比较弱的情况下,纠缠随着温度的升高单调减小．对于两格点和四格点系统,不论是铁磁还是反铁磁情况,纠缠都在同一临界温度下消失,并且这一临界值不受外磁场变化的影响．对于三格点系统,临界温度也不受外磁场的影响,但是铁磁情况下系统的临界温度高于反铁磁情况．在温度极低的环境中,纠缠在一定的磁场范围内形成稳定的平台,但是当磁场强度超过某一临界值时,纠缠完全消失．本文还对混合自旋和单一自旋系统的热纠缠进行了对比分析,发现在混合自旋系统中存在多层次的能级交错现象．     

含Dzyaloshinski-Moriya相互作用的三量子位HeisenbergXX链的热纠缠

研究了外加磁场下具有Dzyaloshinski-Moriya(DM)各向异性反对称相互作用的三量子位Heisenberg XX链的对热纠缠以及在热平衡下用该链作为信道来传输未知的量子态。详细地给出了磁场、DM相互作用及温度对热纠缠和平均传输保真度的影响。结果表明:磁场和DM相互作用可以有效地调控对热纠缠;在温度较低情况下,关闭磁场和DM相互作用,顺铁磁链可以很好地用来做隐形传态的信道;纠缠不能完全反映平均传输保真度,相同的纠缠可以导致不同的平均传输保真度。     

具有三自旋相互作用XX模型纠缠特性研究

利用Concurrence判据,研究了具有三自旋相互作用的XX模型的纠缠特性;分别在铁磁和反铁磁模型中研究了三自旋相互作用J_2和温度T对两自旋纠缠度的影响.结果表明,三自旋相互作用J_2提高系统的两体纠缠度,但是提高程度会因最近邻自旋间发生铁磁、反铁磁相互作用而有所差异;并且J_2影响两自旋系统纠缠消失的临界温度T_C,T_C会随J_2的增大而减小.系统温度T影响两体纠缠度,随着温度的降低,纠缠度会得到提高.此外,分别在系统本征态和基态中研究了两自旋的纠缠度,求出了系统发生量子相变的量子临界点.     

海森堡XYZ自旋链系统的热纠缠与局域量子不确定性研究

研究了热平衡温度,自旋交换相互作用,Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用及外加非一致性磁场对两比特海森堡XYZ自旋链量子系统的热纠缠与局域量子不确定度的影响,对比分析了并发度量子纠缠与局域量子不确定度描述自旋链系统量子关联的差别.结果表明自旋链系统的量子纠缠在热平衡温度,DM相互作用及外加磁场的非一致性参数的变化情况下均会出现纠缠突然死亡的再生现象,而自旋链系统的局域量子不确定度随着这些参数呈连续变化现象.并且,自旋交换相互作用,DM相互作用及外加横向磁场作用强度较小时,他们的变化对自旋链系统的量子纠缠与局域量子不确定度的影响有着明显的差别.     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的XY模型的量子相干性

研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的一维横场XY自旋链的量子相变和量子相干性.采用约旦-维格纳变换严格求解了哈密顿量,并描绘了体系的关联函数和相图,相图包含反铁磁相、顺磁相和螺旋相.利用相对熵和Jensen-Shannon熵讨论了XY模型的量子相干性.研究发现,相对熵与Jensen-Shannon熵所表现的行为都可以很好地表征该模型的量子相变.非螺旋相中量子相干性不依赖DM相互作用,而在螺旋相DM相互作用对量子相干性有显著影响.此外,指出了在带有DM相互作用的这一类反射对称破缺体系中关联函数计算的常见问题.     

外磁场中单畴反铁磁颗粒的宏观量子效应

用瞬子方法研究了外加磁场对单畴双轴反铁磁颗粒宏观量子效应的影响. 当外磁场沿易磁化方向时,简并基态中的一个能量抬高,变为亚稳态,其隧穿衰变率随外磁场增大;当外磁场沿中间磁化方向时,能级的隧穿劈裂随外磁场的变化而振荡.从而提出一种观察单畴反铁磁颗粒中宏观量子相干和隧穿现象的实验方法.     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的四量子比特海森堡XXZ模型中的热纠缠

研究四量子比特海森堡XXZ模型中配对纠缠的性质,在该系统中引入了Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用,通过求解配对纠缠度来讨论最近邻和次近邻两量子比特之间的热纠缠性质. 研究结果表明:对于铁磁和反铁磁两种情形而言,次近邻两量子比特之间不存在配对热纠缠;但在最近邻两量子比特情况时,DM相互作用和各向异性参数Δ对配对热纠缠和临界温度T_c都具有重要的影响,且随着温度T的增加,配对纠缠度逐渐减小直至消失. 因此,选择和调整合适的DM相互作用和各向异性参数,可以有效地控制和提高配对热纠缠. 关键词： 配对纠缠 XXZ模型')" href="#">XXZ模型 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的三量子比特海森伯模型中的对纠缠

研究了一维三量子比特海森伯模型中的对纠缠的提高和控制问题,在该系统中引入了Dzyaloshinskii-Moriya（DM)相互作用,通过求解共生来计算两量子比特之间的热纠缠,结果表明：对于XXX模型,引入DM相互作用D,可以诱导铁磁和反铁磁自旋链产生热纠缠,尽管它们产生热纠缠所需的D值大小不同.对于XXZ模型,引入DM相互作用后,可以使原本不存在热纠缠的反铁磁自旋链产生纠缠,而且对于铁磁和反铁磁这两种XXZ自旋链,DM相互作用和各向异 关键词： 纠缠 XXX模型')" href="#">XXX模型 XXZ模型')" href="#">XXZ模型 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用     

海森伯XXZ模型中量子相干性的研究

研究了非均匀磁场和均匀磁场作用下的两量子位海森伯XXZ模型中的量子相干性,详细分析了各个参数对量子相干性的影响.研究发现,量子相干性随非均匀磁场的变化会因为均匀磁场的加入而变得平缓.不同的各项异性参数和磁场条件下,量子相干性随温度的变化有很大的差异.和纠缠相比,量子相干性随非均匀磁场只表现为单峰现象.此外,通过对不同初始态下量子相干性的动力学演化行为进行研究,给出了非均匀磁场对演化过程的影响.论文的研究结果对于认识量子相干性问题具有一定的意义.     

半导体微结构中的量子弹道式输运

半导体微结构的尺度可以与电子的相位相干长度相比较，在输运过程中，电子保持“相位记忆”，表现为量子弹道式输运和具有量子相干性．本文着重介绍在零磁场和磁场下，量子点接触微结构中的电子的量子弹道输运过程和电导呈现量子化现象．还介绍了由量子相干性输运导致的相干的电子聚焦现象     

量子相干

量子相干不仅是量子力学中的一个基本概念,同时也是重要的量子信息处理的物理资源.随着基于资源理论框架的量子相干度量方案的提出,量子相干度的量化研究成为近年来人们关注的一个热点问题.量子相干作为一种物理资源也十分脆弱,极容易受到环境噪声的影响而产生退相干,因此开放系统中的量子相干演化和保持也是人们广泛关注的课题.另外,量子相干在量子多体系统、量子热动力学、量子生物学等领域也有着潜在的应用价值.本文介绍量子相干度量的资源理论框架和基于该框架定义的相对熵相干性、l1范数相干性、基于量子纠缠的相干性、基于凸顶结构的相干性和相干鲁棒性等量子相干度量函数,概述开放系统中量子相干演化的动力学行为、典型信道的量子相干产生和破坏能力以及量子相干的冻结等现象,同时例举量子相干在Deutsch-Jozsa算法、Grover算法以及量子多体系统相变问题研究等方面的重要应用.量子相干研究仍处于快速发展之中,期望本综述能为该领域的发展带来启示.     

极性分子摆动态的三体量子关联

极性分子具有较长的相干时间和较强的偶极-偶极相互作用,因此它被视为量子信息处理的有效量子载体.基于分子摆动态作为量子比特,研究了处于热平衡状态下三极性分子线性链系统的三体量子关联特性,分析了三体负性熵纠缠度、测量诱导扰动和三体量子失协随与电场强度、分子电偶极矩、分子转动常数、偶极-偶极相互作用和温度等参数有关的三个无量纲变量之间的变化关系.研究表明:在其他参数给定的情况下,随电场强度的增加,三体量子关联均变小;随偶极-偶极相互作用强度的增大,三体量子关联先增加到峰值再逐渐变小;温度越高,负性熵纠缠度和三体量子失协越小,但测量诱导扰动随温度的改变在电场强度和偶极-偶极相互作用影响下呈现不同的变化趋势.此外,通过调节电场强度、偶极-偶极相互作用和温度,可改变与操控极性分子摆动态的三体量子关联.     

连续变量无条件纠缠交换 --纠缠态的量子离物传送

利用自行设计的两台非简并光学参量放大器，获得了一对具有经典相干性且量子起伏相互独立的连续变量纠缠态光场，并用它完成了连续变量的无条件纠缠交换，即纠缠态的量子离物传送．通过联合贝尔态探测与纠缠塌缩，使两个初始不纠缠而又从未发生过直接相互作用的光场产生了量子纠缠，其正交振幅和位相分量的量子起伏关联方差被直接测量，其测量值分别低于散离噪声极限1．23dB和1．12dB．理论计算与实验结果基本符合．     

双模压缩态量子相干性演化的实验研究

量子相干性作为量子力学一个最显著的特征,被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源.单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性,在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义.利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵,本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响.实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的.特别地,压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大而减小,直至消失,而当压缩和纠缠均已消失时,量子相干性依然存在.实验结果为压缩态、纠缠态光场的量子相干性作为量子资源在量子信息过程中的应用提供了参考.