非均匀磁场中的海森堡XY模型热纠缠信道的量子隐形传送

在量子通讯的实验中,由于外界环境的影响,我们很难得到最大的纠缠纯态.量子信道可能以混合纠缠态的形式出现.而固体材料中的热平衡态就是一种重要的混合纠缠态.本文利用了两个独立的外加不均匀磁场的一维海森堡链的热纠缠态作为量子信道,实现了两粒子纠缠态的远程传送,分析了外界温度和磁场对纠缠和传输保真度的影响.为了突出传输效果,我们对平均保真度做了研究,结果发现当温度很低,外加反方向的磁场B1和B2时,平均保真度大于经典通道的传输极限值2/3.     

二非正交纯态相混合的concurrence

导出了两量子比特中二非正交纯态相混合的concurrence 的明显表达式, 并作了验证. 推算表明，正交情形下的concurrence公式可以直接推广到非正交的情形. 讨论了两纯态相混合的最大纠缠混合态和一些重要特殊情形. 关键词： 量子纠缠 纯态 混合态 concurrence     

通过四个纠缠态粒子来实现未知的三个纠缠态粒子的量子几率隐形传输

提出一种分别利用四个三态粒子的最大纠缠态和非最大纠缠态作为量子通道来传输一未知的三个三态粒子纠缠态的方案.首先考察量子通道是最大纠缠态的情况,然后进一步考察量子通道是非最大纠缠态的情况,同时发现在后者情况时,通过引进一个辅助粒子,并构造一幺正变换矩阵,即可以一定的几率完成该三态粒子纠缠态的隐形传输.     

量子纠缠纯化与浓缩研究进展

高保真的量子纠缠是量子信息科学中最重要的物理资源之一,特别是在量子通信中。然而,在实际的传输和存储过程中,纠缠的量子系统将不可避免地遭受信道噪声和环境的影响,导致纠缠的量子系统出现退相干。纠缠纯化和纠缠浓缩就是两个用来克服退相干问题的量子技术,纠缠纯化是从混合纠缠态中提取高保真最大纠缠态的过程,而纠缠浓缩是从非最大纠缠纯态中提取最大纠缠态的过程。本文重点介绍一些重要的纠缠纯化和纠缠浓缩方案,以及他们的物理原理。     

利用纠缠转换实现任意二粒子态的隐形传输

通过量子通道实现未知粒子态或量子比特的隐形传输,自1993年[1]提出以来,受到了许多理论与实验工作者的关注.二粒子纠缠态可通过三粒子GHZ态实现隐形传态[2];也可通过三粒子非最大纠缠态或两对二粒子非最大纠缠态实现概率隐形传态[3,4].     

基于混合纠缠态的概率超密编码

在理想的超密编码方案中,发送方凭借一个和接收方共享的最大纠缠纯态,可用传送一量子比特来实现传送两经典比特的信息.本文提出了一个凭借混合纠缠态的超密编码方案,并分析了该方案成功传送信息的概率上界.进一步讨论了该类超密编码的通信容量.     

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     

基于混合纠缠态的概率隐形传态

为了在实际中更好的利用隐形传态方案去传送信息,给出了以混合纠缠态为资源来传送未知混合态的概率隐形传态方案,分析了以混合纠缠态为资源的隐形传送 未知量子态成功概率的上界.研究发现,作为信道资源的混合纠缠态的最小特征值决定了隐形传态的成功概率上界,此结果可视作纯态的隐形转移方案到混合态情形的推广.     

三体纯态的纠缠度与量子控制隐形传送的理论分析

对三体纯态,V.Coffman等提出了分布纠缠的概念及纠缠的度量"tangle".本文由变换算符出发,以三粒子作为量子通道对一个任意的粒子态实现控制隐形传送为例,给出纠缠度与量子控制隐形传态之间满足的关系.     

基于交叉克尔非线性的超纠缠纯化

量子信息处理中许多任务都要求量子通道必须是最大纠缠态,但最大纠缠态不可避免地要受到环境噪声等因素的影响,变成部分纠缠态或混合态,因此纠缠纯化至关重要。早期人们基于交叉克尔非线性主要针对单个自由度进行纯化,或者用超纠缠的一个自由度去纯化另一个自由度,很少有方案涉及到超纠缠纯化。提出了一种基于交叉克尔非线性的超纠缠纯化方案,几乎确定性地实现了空间自由度和偏振自由度两个自由度的纯化。该方案只需要线性光学元件、弱的克尔非线性、强的相干光场和零差探测。     

与压缩真空库耦合的单模腔内三量子点中激子纠缠

研究了与压缩真空库场耦合的单模腔中三个量子点中激子间纠缠的动力学行为.结果表明：如果不考虑腔模与激子吸收，激子演化为纯的纠缠态.当腔场与一压缩真空库耦合时，激子间形成混合三模高斯纠缠态；在长时极限下，激子态为一稳定的混合三模高斯纠缠态.通过求解激子的特征函数，发现激子态的纯度与纠缠不仅依赖于腔场的初态，并且还与库的双光子关联强度密切相关. 关键词： 纠缠 纯度 压缩真空库 量子点     

连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤信道中分发时纠缠的鲁棒性

Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场是实现基于光纤的连续变量量子信息处理的重要量子光源,其在光纤信道分发时会与信道相互作用发生解纠缠,影响量子信息处理的性能.本文利用部分转置正定判据分析了Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在单通道和双通道光纤信道分发方案中,其初始态的关联正交分量对称性、模式对称性、纯度和光纤信道额外噪声对传输距离、纠缠态光场的纠缠特性及鲁棒性的影响.在单通道和双通道方案中,光纤信道的额外噪声都会引起纠缠态光场的解纠缠,随着噪声的增大,传输距离迅速减小.要保持Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤损耗信道中的纠缠鲁棒性,双通道方案比单通道方案对初始态的关联正交分量对称性和纯度方面的要求更为苛刻.而且单光纤噪声通道分发方案对模式对称性参数不敏感,模式对称性参数变化不会引起解纠缠,也不影响最大传输距离和纠缠鲁棒性特征;在双光纤噪声通道分发时,模式不对称参数降低会减小最大传输距离,并出现纠缠突然死亡.     

退相位环境下Werner态在石墨烯基量子通道中的隐形传输

基于有效低能理论,研究了退相位环境下Werner态在石墨烯基量子通道中的隐形传输.结果表明,输出态纠缠度总是随着输入态纠缠度的增大而增大,而相应的保真度却正好相反;对于给定的输入态,量子通道中的纠缠越大,输出态的品质就越高.对于石墨烯基量子通道,低温和弱库仑排斥势可以减缓其纠缠资源在退相位环境中的衰减,且温度低于40 K,电子间库仑排斥势小于6 eV时,输出态的平均保真度可以达到80%以上.这就说明石墨烯材料在量子信息领域中具有潜在的应用价值.     

利用非局域控制非门操作纯化三粒子纠缠态

提出了两套三粒子纠缠态的纯化方案.第一个方案选择部分纠缠GHZ态作为量子通道,利用具有一个控制位和一个靶位的非局域控制非门操作和采用集体么正操作及适当地制备三粒子A,B和C的初始态,可以以最佳几率2|β|2获得最大三粒子纠缠态.第二个方案选择EPR对作为量子通道,通过利用具有一个控制位和两个靶位的非局域控制非门操作和采用集体么正操作及适当地制备三粒子A,B和C的初始态,可以以与第一个方案相同的几率获得最大三粒子纠缠态.两个方案都可以推广到N粒子纠缠态的纯化.     

两态和三态多体纯态的度量和分类

基于多体纯态纠缠的度量方法，研究了两态两体和三体以及三态两体纯态纠缠的分类和度量.结果表明，在随机局域操作与经典通信(SLOCC)等价的意义下，纯态的纠缠方式可用所定义纠缠度的不同极大值来表征.通过仔细的计算和分析发现，两态三体和三态两体纯态各有三种SLOCC不等价的基本纠缠方式.最后将三态两体纯态纠缠度的计算与新近提出的熵积纠缠度方案进行了比较，并进行了讨论. 关键词： 纯态纠缠 极值纠缠 随机局域操作和经典通信     

单光子纠缠态的纠缠浓缩(英文)

通过分析光学分束器对单光子态的作用特点,描述了一个利用单光子态和真空态制备纠缠单光子态的方法;提出了一个实现单光子纠缠态纠缠浓缩的方案。在这个方案中,两个单光子部分纠缠态被用来作为量子信道,通过利用光学分束器作用和单光子探测器探测完成了这个纠缠浓缩的过程。结果表明,对于单光子纠缠态,利用这种方法总有一定的几率可以从部分纠缠纯态中提纯出最大纠缠态。     

构造纠缠目击的一般方法

量子纠缠作为量子通信和量子计算过程中不可缺少的资源,在量子信息领域中有着广泛的应用.如何判定一个给定的量子态是否为纠缠态仍然是一个重要的课题.纠缠目击是一种特殊的自伴算子,它可以用来判断一个量子态是否为纠缠态.本文首先从纠缠目击的定义入手,给出构造纠缠目击的一般方法,证明了当一个可测量A在可分纯态上的最大期望CA严格小于它的最大特征值λ_(max)(A)时,对任何满足条件C_A≤Cλ_(max)(A)的参数C,算子W_C=CI-A都是一个纠缠目击;然后,作为应用得到了利用图态的稳定子构造纠缠目击的一系列方法.     

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.     

用一个纠缠态实现多粒子纠缠态的量子隐形传送

提出分别在二维和高维系统中利用一个纠缠态作量子通道实现M粒子纠缠态的量子隐形传送方案. 该方案有多个接收者,通过控制引进辅助粒子数,可以任意调节传送后的纠缠态在各接收者之间的粒子数分布, 且成功传送的概率为1. 关键词： 量子隐形传态 纠缠态 量子通道     

相位阻尼通道下初始纠缠对纠缠演化的影响

研究了在非惯性系中相位阻尼通道下初始纠缠对纠缠演化的影响.结果发现:与振幅阻尼通道情况不同,当态参数不同而初始纠缠相同时,纠缠演化曲线重合.当Unruh单粒子态包含左右成分时,比只包含右成分时量子消相干现象更加严重,较早地出现了纠缠死亡现象,并且纠缠死亡时刻与初始纠缠无关.