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     

解说量子纠缠理论

量子纠缠态在量子信息处理,如量子隐形传态、量子密集码、量子纠错、量子保密通信、量子计算等过程中起了十分重要的作用.量子纠缠理论主要研究量子态的纠缠刻画、分类及其在量子信息处理中的应用.文章介绍了量子纠缠理论中的一些基本概念和结果,其中包括：量子力学的实在性、局域性的讨论与Bell不等式的联系,Bell不等式与量子态可分性间的关系;纯态和混合态可分性的定义及若干判别准则(包括矩阵正映照方法、部分转置判据、约化判据、重排判据、纠缠见证、协方差判据及局域测不准关系判据);部分纠缠度量的介绍(包括纠缠形成、并发度、相对熵、负度、缠结和纠缠帮助,以及纠缠度量的计算和上下界的估算).     

量子关联

量子纠缠是量子信息处理过程中的重要资源,也是量子力学与经典力学本质区别的一个重要特征.最近随着量子信息理论的不断发展,人们发现可分态中也可以存在非经典的量子关联,量子纠缠只是量子关联的一部分.而且这种非纠缠的量子关联可能在一些量子信息处理过程中起到重要的作用.文章介绍了量子关联最近所取得的一些研究进展,特别是量子关联在各种消相干环境下的演化规律等.     

原子系统中偶极-偶极相互作用对量子存储支撑熵不确定度的调控研究

本文研究了Markovian过程和non-Markovian过程两种情况下,原子系统中偶极-偶极(D-D)相互作用和失谐量对两原子系统量子存储支撑(QMA)熵不确定度的调控作用.与Markovian过程相比,在non-Markovian过程中,由于库环境的记忆效应使得具有D-D相互作用的两原子系统QMA熵不确定度的演化行为呈现出振荡上升现象,且熵不确定度的上升趋势得到减缓,从而抑制了由系统量子噪声引起的退相干效应.此外,D-D相互作用对两原子系统QMA熵不确定度具有显著的调控能力,且D-D相互作用比失谐量的调控能力更强.     

广义测不准关系与三维BTZ黑洞熵

通过应用在量子引力中,由广义测不准关系得出的新的态密度方程,研究三维BTZ背景下黑洞的熵.当取广义测不准关系中引入的,具有Planck量级与空间维数有关的常数λ为特定值时,得到BTZ黑洞Bekenstein-Hawking 熵和修正项.由于利用新的态密度方程,在计算中不存在用brick-wall模型计算黑洞熵时出现的发散项和小质量近似.所得结论,从量子统计力学角度给出了黑洞Bekenstein-Hawking 熵的修正值,使人们对黑洞熵的修正值有更深入的认识. 关键词： 广义测不准关系 量子统计 BTZ黑洞熵     

量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展

文章介绍了中国科学技术大学的量子信息科学研究是如何兴起和发展的;着重介绍了在量子信息的基础理论、量子密码、量子纠缠、量子隐形传态、量子处理器和量子信息的应用等方面所取得的研究成果.     

平面对称黑洞的统计熵

避开求解各种粒子波动方程的困难,直接应用量子统计的方法,计算平面对称黑面背景下玻色场与费米场的配分函数,得到黑面熵的积分表达式.然后应用改进的brickwall方法膜模型,计算黑面视界所对应的统计熵.在所得结果中当所取的积分下限和上限都趋于视界上时,可得到黑面熵与相应黑面视界面积成正比的关系,不存在原brickwall方法中的舍去项与对数发散项.整个计算过程,物理图像清楚,计算简单,为研究黑洞熵提供了一条简捷的新途径 关键词： 量子统计 膜模型 黑面熵     

量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展

文章介绍了中国科学技术大学的量子信息科学研究是如何兴起和发展的;着重介绍了在量子信息的基础理论、量子密码、量子纠缠、量子隐形传态、量子处理器和量子信息的应用等方面所取得的研究成果.     

轴对称黑洞的量子统计熵

避开了求解黑洞背景下波动方程的因难,应用量子统计方法,通过应用在量子引力中、由广义测不准关系得出的新态密度方程,直接求解轴对称Kerr黑洞背景下玻色场和费米场的配分函数.然后,在视界附近计算黑洞背景下玻色场和费米场的熵.得到用收敛级数表达的黑洞熵.在计算中不存在用brick wall模型计算黑洞熵时出现的发散项和小质量近似,使人们对非球对称时空中黑洞的统计熵有更深入的认识. 关键词： 量子统计 非球对称时空 广义测不准关系 黑洞熵     

正则黑洞熵

应用隧道效应所得到的能量谱计算配分函数,进而计算黑洞熵.当本结论取一级近似时,熵修正的对数项与考虑广义不确定关系对黑洞熵修正的对数项一致,然而在计算中没有不确定因子.虽然对数修正项前的因子与考虑热波动对黑洞熵修正中对数项前的因子相同,但所给结论中当黑洞的热容量为负时也不存在发散项.所以本结论具有普遍性. 关键词： 广义不确定关系 热波动 正则系综 量子修正     

库仑耦合双量子点系统的熵产生率

本文基于库仑耦合双量子点复合系统,研究了自发非平衡过程中熵产生率与信息流的基本关系.从玻恩马尔科夫近似下的量子运动主方程出发,获得稳态时总系统和子系统的熵产生率.利用Schnakenberg网络理论,揭示了各种熵产生率与基本环流的密切联系,发现全局环流决定了双量子点间的能量和信息交换,从而证明了化学势差驱动电子流动以及子系统间能量和信息交换是子系统熵产生的关键要素,信息交换引起的熵产生保证了电子输运的持续进行.结果表明在不违背热力学第二定律的基本条件下,信息可作为驱动力使电子从低化学势流向高化学势.     

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.     

Kerr-Newman黑洞的统计熵

避开求解黑洞背景下波动方程的困难,应用量子统计方法,直接求解轴对称KerrNewman黑洞背景下Bose场和Fermi场的配分函数.然后利用改进的brickwall方法膜模型,计算黑洞背景下Bose场和Fermi场的熵.得到黑洞熵与视界面积成正比的结论.在所得结论中不存在对数发散项与舍去项,也不存在黑洞视界外标量场或Dirac场为什么是黑洞熵疑难,并且给出粒子的自旋简并度对黑洞熵的影响.为研究各种复杂黑洞熵提供了简捷的途径. 关键词： 量子统计 brick-wall方法 膜模型 黑洞熵     

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.     

无相互作用费米量子信道直积态容量研究

用费米线性光学方法,提出无相互作用费米量子信道物理模型.用平稳量子高斯态协方差矩阵性质及Majorization不等式理论,推导出在平稳高斯输入态下费米量子信道最小输出熵的表达式.利用在n模费米系统添加一个额外模的方法,得到平稳高斯态和高斯态输出熵的关系|利用此关系式,借助在高斯输入态下费米信道最小输出熵值是可达的猜测,推导出无相互作用费米信道直积态容量的表达式.最后,用最小输出熵的迭代算法验证已推出的费米信道最小输出熵表达式正确性,数值计算结果表明:对于带噪声的无相互作用费米量子信道,已推出最小输出熵与数值计算结果的吻合度可以达到10e-9.     

qubit-qutrit海森堡混合自旋链系统QMA熵不确定度的量子调控

在qubit-qutrit海森堡混合自旋链模型中研究了量子存储支撑(Quantum memory assisted,QMA)熵不确定度的量子调控.详细分析了混合自旋链模型中的Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用、耦合强度和非均匀磁场对QMA熵不确定度的影响,对比分析了混合自旋链模型中系统参数对QMA熵不确定度和被测系统与存储系统的量子纠缠的调控作用.结果表明,通过调控非均匀磁场强度和混合自旋链系统的参数,可以提高被测系统与存储系统的量子纠缠,降低系统QMA熵不确定度及其下限.     

数学量子位与物理量子位的差别

本文讨论了量子位概念的数学定义和物理实现,指出了两者之间的差别.我们发现,量子信息研究中采用的量子位概念是数学的,不是物理的,而物理的量子位在应用中存在本质性的概念问题,包括无法读写,需要无穷大的精度,与经典熵的定义矛盾,等等.     

双光子Jaynes-Cummings模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究双光子JaynesCummings模型动力学.给出了表示原子态变化的量子力学通道,导出了量子互熵和原子约化熵,考察了初始场的位相相干性和原子能级的斯塔克位移对量子互熵的影响.结果表明:量子互熵周期性地演化,量子力学通道周期性地将原子初态的信息传送到终态,量子力学通道和量子互熵的特性依赖于初始场的位相相干性及原子能级的斯塔克位移. 关键词：     

核磁共振中的量子控制

近年来, 随着量子信息科学的发展, 对由量子力学原理描述的微观世界的主动调控已成为重要的前沿研究领域. 为构造实际的量子信息处理器, 一个关键的挑战是: 如何对处于噪声环境下的量子体系实现一系列高精度的任意操作, 以完成目标量子信息处理任务. 为此, 人们将经典系统控制论的思想方法延伸到量子体系的领域, 提出了大量的量子控制方法以及相关的数值技术(如量子优化控制、量子反馈控制等), 并取得了丰富的研究成果. 核磁共振自旋体系具备成熟的系统理论和操控技术, 为量子控制方法的实用性研究提供了优秀的实验测试平台. 因此, 基于核磁共振的量子控制成为量子控制领域的重要方向. 本文简要介绍了量子控制的基本概念和方法; 从系统控制论的角度对核磁共振自旋体系的基本原理和重要控制任务做了阐述; 介绍了近些年来在该领域发展的相关控制方法及其应用; 对基于核磁共振体系的量子控制的进一步的研究做了几点展望.     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道