阻尼Jaynes-Cummings模型下两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度

利用数值计算的方法,在阻尼Jaynes-Cummings(J-C)模型下,研究两原子与双模真空态光场相互作用系统中量子态的保真度,分析了原子的初始状态、跃迁频率、腔场频率、耗散阻尼系数等参量对系统中量子态保真度的影响.结果表明,无耗散阻尼时,保真度在整个区间出现规则的周期振荡,但随着耗散阻尼的增加,量子态保真度振荡的幅度越来越小,最后达到一个稳定值.     

中国科大科学家首次实现复合系统量子态隐形传输——两光子量子态精确传输六光子纠缠态操纵成功

中国科学技术大学新闻中心10月10日宣布，曾被评为中国十大科技新闻人物的该校潘建伟教授和他的同事杨涛、张强等通过实验，在国际上首次实现两粒子复合系统量子态隐形传输。最新出版的英国《自然》杂志在其子刊《自然·物理》10月号以封面文章发表了这一研究成果。     

多能级多粒子量子态的传输

提出了一种用多对N能级粒子的完全缠态传输N能级多粒子量子态的传输方案，与二能级量子态传输相比，多能级量子态可以传送更多信息。     

在位势能诱导的鲁棒的多端口量子态传输通道

针对由长程相互作用诱导的多端口量子态传输通道,通过在相应的位置引入合适的在位势能,构建了更加鲁棒的多端口量子态传输通道．研究发现在位势能的存在将扩宽体能带与边缘态之间的能隙差,增大绝热演化参数的范围,从而降低了量子态传输所用的时间．     

高阶相干光子扣除超叠加改善量子传输保真度

利用光子扣除算符构成的相干光子超叠加操作作用于2个模压缩真空态,引入一类非高斯量子态——高阶相干光子扣除超叠加单模压缩真空态.通过导出该量子态的正规乘积形式,推导了该量子态的归一化系数,与Legendre多项式密切相关.利用相干态的超完备关系和平移算符的正规乘积,导出了态的特征函数的相干态表示,进而解析导出了利用该量子态作为纠缠源实现相干态隐形传输的保真度.研究结果表明:当压缩参数相等时,保真度可获得最大值,对于奇数阶操作,保真度比无叠价操作情况更差,而对于偶数阶情况,在一定的压缩参数范围内,保真度优于无纠缠情况,且保真度可优于经典的最大保真度1/2,同时保真度可以随m的增加而改善.     

长程相互作用XY自旋系统中纠缠波包的动力学产生

研究了在具有1/r²衰减长程相互作用的XY自旋系统中产生两个遥远自旋纠缠的动力学机制. 由于在这种模型中, 自旋波磁子可以具有线性的色散关系ε(k)~|k|, 在动力学演化的过程中, 一个局域的自旋态可以被劈裂成两个纠缠的局域波包, 并且这两个波包在运动的过程中各自保持他们的形状不变. 值得注意的是, 在经过一个较短的周期τ = Nπ/J的演化之后, 当这两个波包在圆环直径的另一端相遇的时候, 初始时刻局域的自旋态可以完全回复. 另外, 对总格点数多达上千的环状系统进行了数值模拟, 验证了耦合强度的截断近似对精确解析结果的影响. 数值结果表明, 与自旋系统的尺度相比, 即使自旋耦合区域已经被截断到一个很小的范围内, 上述结论仍然成立.     

长程相互作用XY自旋系统中纠缠波包的动力学产生

研究了在具有1/r²衰减长程相互作用的XY自旋系统中产生两个遥远自旋纠缠的动力学机制. 由于在这种模型中, 自旋波磁子可以具有线性的色散关系ε(k)~|k|, 在动力学演化的过程中, 一个局域的自旋态可以被劈裂成两个纠缠的局域波包, 并且这两个波包在运动的过程中各自保持他们的形状不变. 值得注意的是, 在经过一个较短的周期τ = Nπ/J的演化之后, 当这两个波包在圆环直径的另一端相遇的时候, 初始时刻局域的自旋态可以完全回复. 另外, 对总格点数多达上千的环状系统进行了数值模拟, 验证了耦合强度的截断近似对精确解析结果的影响. 数值结果表明, 与自旋系统的尺度相比, 即使自旋耦合区域已经被截断到一个很小的范围内, 上述结论仍然成立.     

一维量子点阵列自旋链上多比特态的信息传输

利用演化算符作泰勒展开,作用于初态的信息上;使用湮灭算符和其所产生的算符,作用在单比特态上,使一维量子点阵列自旋链上的多比特态量子信息实现完美传输;通过计算初态演化到末态的概率幅,使保真度达到1时实现信息完美传输．结果表明:当相邻量子点之间的交换相互作用和自旋链长度都相同时,保真度传输的比特数越大,传输时间越短．      

一类满足绝热逼近的量子态存在性及其结构

为了研究量子系统的状态可以用Hamiltonian的本征态进行绝热逼近的一个充分条件,给出了满足条件〈f(t)|f′(t)〉=0(t∈[0,∞))且∫∞0‖|f′(t)〉‖dtε的函数f(t)的存在性及一般形式.首先给出了单量子比特态的一般形式,在此基础上,证明了单量子比特态满足上述条件时其分量的具体结构和所应满足的充分必要条件;之后把上述结果推广到n维系统中,得到了n维系统中的量子态满足绝热逼近条件时各分量应满足的充分条件和必要条件.     

热激发态下介观压电石英晶体的量子涨落

利用阻尼谐振子量子化方法,将介观压电石英晶体等效电路量子化,根据热场动力学(TFD)理论,研究了介观压电石英晶体在热激发态下电流和电压的量子涨落.结果表明介观压电石英晶体中存在电流电压的量子涨落,量子涨落不仅和石英晶体等效电路的固有参数有关,而且还和激发量子数、压缩态的压缩度、压缩角及环境温度有关,且随温度的升高而增大,随时间按指数规律而衰减.     

1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链的基态

利用密度矩阵重整化群方法研究1/5掺杂对自旋1/2海森堡反铁磁链的影响.研究表明,掺人侧自旋能减弱近邻自旋关联但增强长程自旋关联,同时侧自旋的掺入破坏了子格对称性,导致系统基态反铁磁和铁磁长程序共存.侧自旋对量子涨落的抑制作用随自旋关联距离的增加而减弱,且其自身受到量子涨落的影响最小.对于1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链,量子涨落的影响明显,引起了交错磁化率47%的减弱.     

HgTe量子阱中的量子自旋霍尔绝缘态

近来,理论研究预言量子霍尔效应,在外加磁场为0的情况下物质出现的一种全新的量子态可以在HgTe/（Hg,Cd）Te量子阱中实现。我们制造了低密度高迁移率的样品结构,在样品中我们可以通过外加栅极电压调节载流子从n型穿过绝缘区到p型。对于宽度d〈6.3nm的薄量子阱,绝缘区在低温下具有常规的难以察觉的微小电导。然而,对于厚的量子阱（d〉6.3nm）,在绝缘层中也出现接近2e2/h的剩余电导,其中e是电子电荷,h是Planck常数.剩余电导与样品宽度无关,证明这是由边缘态引起的.此外剩余电导可以被微小的外加磁场所破坏.在临界厚度d=6.3nm处发生的量子相变也与磁场诱发的绝缘-金属转变互相独立.这些观察结果为量子自旋霍尔效应提供了实验证据。     

量子对策与量子纯态纠缠的关系

讨论了量子对策与量子纯态纠缠度的关系.     

在量子信息分裂中利用局部测量提高量子参数估计

我们利用多体量子纠缠信道在环境噪声中实现了关于量子相位参量的信息分裂.这个量子信息分裂方案是指从一个发送端,人们将含有信息的任意量子态传输到多个接收端,然后利用么正测量在任意一个接收端上还原量子参量信息.我们发现,在退振幅阻尼噪声通道下,合理引入局部测量能提高量子参量估计精度.当环境表现为马尔科夫性时,经过量子信息分裂,量子参量估计精度的动力学演化会呈现单调衰减趋势.当环境具有一定记忆效应时,其演化会呈现振荡起伏行为.     

3粒子GHZ态的量子远程克隆

提出了一个能实现3粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案:运用2个4粒子纠缠态作为量子信道,通过发送者的2次Bell测量、Hadamard变换、单粒子测量及经典通信;2个接收者进行相应的幺正变换、引入附加粒子和通过Toffoli门,就可以得到原未知态的近似拷贝,此方案的保真度与输入态有关.另外,还推广了一种实现N粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案.     

2种量子测量方案对非最大纠缠相干态隐形传态平均保真度的影响

在纠缠相干态的隐形传态过程中,使用双模光子数测量和奇偶态测量2种粒子数测量方案,得到的平均保真度存在较大差异.据此对使用非最大纠缠相干态作为量子信道时,2种测量方法得到的平均保真度进行了对比.结果显示:相较于双光子数测量,用奇偶态粒子数测量方案时,隐形传态的平均保重度有了较大提高.     

量子点体系中自旋过滤、自旋流产生和自旋注入

自旋电子学是一门新兴的交叉学科,其中心主题就是对固体电子系统中电子的自旋自由度进行有效地操作和控制.量子点体系中的自旋效应近期受到了理论和实验较多的关注.本文着重介绍了自旋轨道耦合效应对量子点体系输运性质的影响,探讨了怎样利用自旋轨道耦合效应来实现对自旋的有效过滤和纯自旋流产生.基于四铁磁端双量子点体系中电子的交换相互作用机制,指出了一种可以显著提高从铁磁金属到半导体量子点自旋注入效率的新方法.     

两个二量子位海森堡XX链中热纠缠态的隐形传递

利用两个二量子位的海森堡XX链作为信道,进行两粒子热纠缠态的隐形传递.在一定的外界条件下,得到非零的纠缠度以及保真度大于2/3.最后发现,当磁场B较弱、温度T很低的时候,以海森堡热纠缠混合态作为量子信道的隐形传递要优越于经典信道.     

实现量子信息传输的一种新方案

就多粒子(N>3)构成的自旋链传输单态信息进行了研究,提出了实现量子信息传输的一种新方案.采取只考虑近邻相互作用的经过修正的Heisenberg XX模型,当λt较小时,可以把演化算符作一个简单的泰勒展开,然后根据演化算符的具体作用来决定展开项中指数m只能取N-1,就可以得到自旋链上的一端单信息量子态演化到另一端的概率幅的具体形式:|F(t)|=|(-iλt/2)|N-1=1,那么只要选取适当的时间t,就使得单态量子信息在此自旋链上得以完备传输.