内禀退相干下海森伯XY模型中的热纠缠性质及其相干调控

通过求解系统的Milburn方程,研究了内禀退相干下两比特海森伯XY模型中的热纠缠性质. 讨论了非均匀磁场、系统初始纠缠度、 两比特的相对相位对系统热纠缠的调控作用.结果表明:在系统一定的初始条件下, 磁场的引入能够大大提高两比特间的热纠缠 程度;在固有退相干存在的情况下,系统热纠缠强烈依赖于两个自旋比特的初始态, 通过控制两自旋比特的相对相位和振幅,可以 获得系统的稳定热纠缠.结果还表明:在没有外界磁场时,发现Bell正交态是系统的"暗态", 它的热纠缠度在演化过程中不受系 统内禀退相干的影响.     

两粒子XXZ海森堡系统中的量子纠缠动力学

研究了考虑内禀退相干情况下,两粒子XXZ海森堡系统中量子纠缠在各种外界因素影响下的动态演化规律。研究发现无论系统的初态是否处于最大纠缠态,内禀退相干都会对系统纠缠的含时演化有明显的抑制作用。如果系统的初态为纠缠态|ψ(0)〉=c|01〉+d|10〉,系统的纠缠与各向异性参数和外加磁场没有关系,却受到Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用程度和内禀退相干因素的明显影响;如果系统的初态为纠缠态|ψ(0)〉=a|00〉+b|11〉,系统的纠缠与DM相互作用大小和各向异性参数无关,纠缠程度不仅要受到内禀退相干因素的影响,还会被外加磁场进一步削弱。     

伊辛模型中量子的热纠缠和保真度

研究了伊辛模型中两个粒子在均匀和非均匀磁场中的热纠缠以及利用它作为量子信息传输的通道的传输保真度.计算出纠缠度的度量Concurrence,以及在不同种情况下呈现出来的纠缠度的表现形为.与均匀磁场相反,我们发现在非均匀磁场中传输的保真度能够得到增强,同时我们发现保真度还与耦合系数和温度有关.我们通过图形清楚地表示它们的性质,从图形中我们得出,第一:在其它条件相同的情况下,无论磁场方向是相同还是相反,它们的纠缠度都是相同的;但是当磁场方向相反时,平均保真度比均匀磁场具有更大的值.第二:为了提高纠缠和平均保真度我们可以通过选择适当的磁场强度、耦合系数和降低温度来实现.     

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和内禀消相干对基于两量子比特Heisenberg自旋系统的量子密集编码的影响

通过求解Milburn方程, 研究了内禀消相干条件下包含Dzyaloshinskii-Moriya (DM) 相互作用的两量子比特Heisenberg自旋系统实现的量子密集编码最佳传输容量的演化特性, 分析了不同方向DM相互作用、不同初态、各向异性以及内禀消相干因子等参数对最佳编码容量的影响. 研究表明: 初态的选择对系统密集编码最佳传输容量的影响很大, 不同类型初态下密集编码容量的依赖参数不完全相同; 当系统初态处于c|01>+ d|10> 形式的非最大纠缠时, 引入较弱的DM相互作用z分量可提高最佳编码容量; 相位消相干可抑制最佳编码容量的涨落并使其在长时间演化下趋于稳定. 研究还发现: 内禀消相干下, 通过选取合适的最大纠缠初态, 系统密集编码的最佳传输容量能够保持理想极大值2; 而且无论引入哪个方向的DM相互作用, 基于两量子比特Heisenberg自旋系统的最佳编码容量总可优于经典通信的传输容量.     

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和內禀退相干对三粒子XXZ海森堡系统的量子纠缠的影响

根据Milburn理论， 研究了考虑内禀退相干情况下， 三粒子XXZ海森堡系统在Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用和各向异性参数的影响下的量子纠缠演化特性。 分析了不同DM相互作用和內禀退相干因子等参数对量子对纠缠度的影响。 研究表明： 系统的对纠缠度与各向异性参数Δ无关， 但DM相互作用和內禀退相干都对系统的对纠缠都有明显的影响。 当无DM相互作用只存在內禀退相干时， 系统的三对对纠缠度各不相同； 引入DM相互作用后， 系统的对纠缠度的稳定值将改变； 选择合适的DM相互作用参数时， 系统的对纠缠度随时间做震荡， 随着时间的延长， 震荡减弱至一个非零的稳定值； 并且系统的对纠缠随內禀退相干增大， 震荡幅度变小， 震荡时间变短。 因此， 在內禀退相干存在时， 合适的DM相互作用参数可以有效的控制对纠缠。     

三量子位系统的消相干和退纠缠

基于多谐振子热库环境模型,采用求解非马尔可夫近似主方程方法,研究了三量子位系统由于相对位相变化引起的消相干和退纠缠.计算得到了初始态为GHZ-class态、W-class态和WGHZ-class态在演化过程中的消相干和退纠缠时间尺度.结果表明,对初始GHZ-class态,相干性全部丧失,退纠缠完全发生,纠缠度变为0;对初始W-class态,相干性和纠缠度被保持;对初始WGHZ-class态,消相干部分发生,纠缠首先随时间变化最后达到一个渐近值.     

纠缠态原子与相干光场作用的量子信息保真度

研究了初始处于纠缠态的双原子与相干光场的相互作用。结果表明,不同的失谐量和初始平均光子数使得系统、原子和光场的量子信息保真度发生改变。     

好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度

考虑原子间偶极相互作用,求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度.结果表明,对于理想腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度始终等于1;若原子初始时刻处于其余Bell态之一.腔场初态的平均光子数很小,系统保真度在0～1之间作周期性振荡,随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小.对于好腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度呈指数单调衰减;若原子初始时刻处于其余Bell态之一,系统保真度呈指数振荡衰减,且随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小.     

相干耦合腔场中量子纠缠信息交换传递机理研究

提出了相干多模腔场-相干耦合原子相互作用系统的物理模型.利用全量子理论,研究了该系统中多光子相互作用过程的演化性质,结果表明：在多模腔场与相干耦合多原子相互作用过程中,多光子纠缠态与多原子纠缠态可以周期性的相互转换,在此过程中,同时可以实现纠缠信息的交换传递.通过对原子保真度的数值计算,给出了纠缠信息交换传递的图示说明.并进一步揭示出纠缠信息交换传递的一般特征.目前所报道的研究结果仅是本文所得普遍性结果在各种不同情况下的特例.     

在不同初态下Dzyaloshinskii-Moriya相互作用及内禀退相干对海森伯系统的量子纠缠的影响

研究了存在内禀退相干时,对于不同的系统初态,具有DM相互作用和各向异性的三粒子XXZ海森伯模型的对纠缠动力学特性.得出了一些结论:系统的对纠缠度与各向异性参数?无关,但内禀退相干对系统的纠缠有明显的抑制作用;在内禀退相干存在时,若系统初态为纠缠态,选择合适的DM相互作用的参数,系统的对纠缠有一个非零的稳定值;系统初态为分离态时,系统的对纠缠会随时间震荡衰减,并且每次震荡会出现纠缠突然死亡现象,系统的对纠缠最终达到解纠缠状态.因此,选择合适的系统初态和DM相互作用参数可以有效地控制系统的对纠缠.     

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。     

三比特铁磁质海森堡自旋链模型的热纠缠

本文对带Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的铁磁质海森堡XXZ自旋链模型在磁场中的热纠缠进行了详细地计算和分析.通过画图发现铁磁质模型的热纠缠远大于反铁磁质模型的热纠缠.同时发现外磁场B,耦合系数J_Z和DM相互作用D都可以有效地控制纠缠和临界温度T_C.该结论为实验上利用海森堡XXZ模型的纠缠特性进行隐形传态提供了很好的理论依据.     

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和內禀退相干对三粒子XXZ海森堡系统的量子纠缠的影响

根据Milburn理论,研究了考虑内禀退相干情况下,三粒子XXZ海森堡系统在DzyaloshinskiiMoriya(DM)相互作用和各向异性参数的影响下的量子纠缠演化特性.分析了不同DM相互作用和內禀退相干因子等参数对量子对纠缠度的影响.研究表明:系统的对纠缠度与各向异性参数Δ无关,但DM相互作用和內禀退相干都对系统的对纠缠都有明显的影响.当无DM相互作用只存在內禀退相干时,系统的三对对纠缠度各不相同;引入DM相互作用后,系统的对纠缠度的稳定值将改变;选择合适的DM相互作用参数时,系统的对纠缠度随时间做震荡,随着时间的延长,震荡减弱至一个非零的稳定值;并且系统的对纠缠随內禀退相干增大,震荡幅度变小,震荡时间变短.因此,在內禀退相干存在时,合适的DM相互作用参数可以有效的控制对纠缠.     

好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度

考虑原子间偶极相互作用,求出好腔中的Bell态原子与纠缠相干态光场相互作用系统的保真度。结果表明,对于理想腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度始终等于1;若原子初始时刻处于其余Bell态之一,腔场初态的平均光子数很小,系统保真度在0～1之间作周期性振荡,随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小。对于好腔,若原子初始时刻处于相干保持态,系统保真度呈指数单调衰减;若原子初始时刻处于其余Bell态之一,系统保真度呈指数振荡衰减,且随着腔场初态的平均光子数的增加,系统保真度的振荡频率增大,振幅减小。     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明,两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性,初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响;并发现两原子初始处于某最大纠缠态时,两原子会永远处于该最大纠缠态,因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器. 关键词： 量子纠缠 部分转置矩阵负本征值 纠缠原子 相干态     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的一维随机量子XY模型中的纠缠特性

研究了一维随机量子XY自旋链中中心两量子位的纠缠特性,在该系统中引入了自旋间的交换耦合杂质、磁杂质和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,并且杂质满足高斯分布关系.通过数值计算,求出了自旋的关联函数和平均磁化强度,给出了Concurrence的解析表达式.结果表明:高斯分布和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对两量子位的纠缠有重要的影响,选择合适的交换耦合、外界磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用参数,可以控制和提高中心两量子位的纠缠.     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的一维随机量子XY模型中的纠缠特性

研究了一维随机量子XY自旋链中中心两量子位的纠缠特性,在该系统中引入了自旋间的交换耦合杂质、磁杂质和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,并且杂质满足高斯分布关系.通过数值计算,求出了自旋的关联函数和平均磁化强度,给出了Concurrence的解析表达式.结果表明：高斯分布和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对两量子位的纠缠有重要的影响,选择合适的交换耦合、外界磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用参数,可以控制和提高中心两量子位的纠缠. 关键词： 纠缠 XY模型')" href="#">随机量子XY模型 高斯分布 Dzyaloshinskii-Moriya相互作用     

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.     

多光子Tavis-Cummings模型中两纠缠原子的纠缠演化特性

研究了两个纠缠的二能级原子通过多光子跃迁与单模相干光场进行耦合相互作用系统中两原子纠缠的演化特性.计算分析表明，两个原子之间的纠缠呈现出周期性的演化特性，初始两原子的状态、原子间的偶极相互作用、相干光场的参数以及跃迁光子数对两个原子的纠缠有着显著的影响；并发现两原子初始处于某最大纠缠态时，两原子会永远处于该最大纠缠态，因此这一类最大纠缠态可以作为一种量子信息存储器.     

噪声环境中两粒子纠缠态的纠缠消相干

借助于共生纠缠度和输入输出保真度考察了初始处于纠缠态的两粒子在联合噪声环境中的消纠缠特性.结果表明:两粒子纠缠态可分为相干保持态和脆弱纠缠态.对于脆弱纠缠态分析了它们在低温条件欧姆型耗散下的纠缠消相干演化动力学. 关键词： 热库 相干保持态 脆弱纠缠态 输入输出保真度