与XY双自旋链耦合的双量子比特系统的关联性与相干性

研究了双量子比特系统中在具有Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的独立XY自旋链环境下的相干性与关联性动力学.推导出相干性与关联性的演化规律.发现在自旋链的临界点附近,当tt_0时,系统相干性的演化与经典关联完全相同;而在tt_0时,则与量子关联完全相同;在t_0时刻,量子关联突变为经典关联.     

与Ising链耦合的中心双量子比特系统的量子关联

通过对双量子比特系统分别独自与Ising链耦合情形下的关联问题的研究, 推导出了量子失协和量子关联几何度量的演化规律. 在弱耦合相互作用情况下Ising链的临界点附近, 量子关联存在突变. 此外本文发现在某段时间内的演化过程中几何量子关联度保持不变. 关键词： 量子关联 量子失协 量子关联几何度量     

一维XY自旋链中双自旋比特的相干分布及其相变临界行为

本文在具有Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用的一维XY自旋链中,以双自旋比特系统为研究对象,基于Jensen-Shannon熵,研究了量子相干分布（局域相干和集体相干）及其相变临界行为。研究发现,通过改变自旋-自旋耦合作用和DM相互作用,可以有效调控局域相干与集体相干之间的相互转化。此外,局域相干和集体相干能够通过局部极值或发散的临界行为准确地表征自旋链的一阶和二阶量子相变。当一阶量子相变的探测受到自旋-自旋耦合作用和DM相互作用的干扰时,集体相干比局域相干具有更加稳定的识别效果。最后,长距离自旋对的总体相干和集体相干在表征二阶量子相变上都具有显著优势。     

利用比特配对来保持量子计算中的相干性

提出了一种简单高效的方案，用以克服量子计算中的消相干，该方案本质性地利用了消相干过程中的合作效应及相干保持态．文章阐明了该方案的主要思想．     

级联环境下三量子比特量子关联动力学研究

基于与各自的级联环境相互耦合的三个独立的量子比特系统,详细考察了强、弱耦合体系下腔-腔耦合强度W和腔衰减率G1对负性纠缠度、Bell非定域性和纠缠目击的影响.结果表明:Bell非定域性和纠缠目击都可以出现猝死和猝生现象;G1=0时,随着W的增加,三者在历经短时阻尼振荡后,均会随时间达到各自的稳定值,且该稳定值随着W的增...     

具有次近邻相互作用的五量子比特XXZ海森伯自旋链的热纠缠

研究具有次近邻相互作用五量子比特XXZ海森伯自旋链在磁场作用下的热纠缠性质,利用数值计算求出最近邻两量子比特和次近邻两量子比特的共生纠缠度(concurrence),分别记为C_(12)和C_(13).研究结果表明,阻挫参数对配对热纠缠具有重要影响,而且阻挫参数的变化对C_(12)和C_(13)的影响也各不相同;温度、磁场、Dzyaloshinkii-Moriya相互作用以及各向异性参数对配对热纠缠有着不同程度的影响;通过选择适当的模型参数,可以有效地调节和提高五量子比特XXZ海森伯自旋链的配对热纠缠.     

非马尔科夫环境中各向异性海森堡自旋链在磁场作用下的量子稠密编码

本文主要研究了在非马尔可夫环境下在时变磁场中具有各种参数的交互作用非常丰富的两个比特的海森堡XYZ模型的量子稠密编码的性质。通过量子态扩散方法Quantum State Diffusion Method(QSD)模拟了信道容量χ随时间的演化关系。经过数值模拟显示:量子稠密编码对环境关联系数γ、耦合系数J和Jz以及余弦磁场的强度B都有依赖。当环境关联系数γ变小时也就是非马尔科夫特性增加时,量子稠密编码的信道容量χ明显呈现上升趋势。在这里值得提出的是较小的耦合系数Jz、较大的耦合系数J、和较强的时变磁场强度B对于在本系统下进行有效的量子稠密编码是非常有用的,其中在非马尔科夫情形下非常明显,这对能够有效地进行信息传输非常的重要。     

基于非均匀外场的双量子比特自旋XYZ模型的swap门操作

自旋模型在实现量子信息处理中起着很重要的作用.将自旋之间的海森堡相互作用作为最基本量子比特之间的相互作用,将会使量子比特之间产生量子纠缠;同时忽略掉自旋之间相互作用的各向异性可直接用来实现(swap)n量子门,再配以单量子比特旋转门,可构成完备的量子计算基本门.事实上,各向异性相互作用是存在于任何固态材料中的,其对实现量子逻辑门的影响很值得研究.本文讨论了在非均匀外场下XYZ模型的双量子比特swap门的实现问题,给出非均匀外场以及各向异性相互作用导致的swap门操作的误差.     

双自旋系统中的量子失协问题研究

利用量子失协的几何度量方案研究了双自旋海森堡模型中的量子关联特性, 得到了一般情形下两量子态量子失协度的解析表达式, 讨论了量子位之间的耦合强度、温度和外加磁场强度等对量子关联大小的影响, 并给出了对应的量子关联调控方案. 此外还发现在低温下量子失协存在突变的现象. 结果表明, 在双自旋的海森堡模型体系下, 可以通过对系统参数(如温度、耦合强度、磁场强度等)的调节来实现对量子关联大小的有效调控, 这将会对在量子信息科学中精确控制量子失协和实现量子态的隐形传输以及量子逻辑门的设计提供一定的借鉴和指导意义.     

非马尔科夫环境中各向异性海森堡自旋链的量子失协

利用量子失协方法研究在非马尔科夫环境中具有时变磁场的两比特各向异性海森堡XYZ模型量子失协的动力学演化。海森堡XYZ系统的初始态为最大纠缠态 $\left|\psi_{A B}\right\rangle=(1 / \sqrt{2})(|11\rangle+|00\rangle)$ , 利用非马尔科夫量子态扩散方法解析求解非马尔科夫主方程, 得出系统的约化密度矩阵; 然后代入量子失协公式得出系统量子失协的演化动力学。讨论自旋耦合强度、环境关联系数γ和余弦磁场强度B对量子失协动力学的影响。研究发现: 当环境关联系数γ较小时, 系统的量子失协明显呈现上升趋势, 因此可以表明非马尔科夫环境具有增加系统量子失协的作用。同时较大的自旋耦合系数J和J_Z以及余弦磁场强度B也具有增加系统量子失协的作用。     

三比特铁磁质海森堡自旋链模型的热纠缠

本文对带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 ,耦合系数 和DM相互作用 都可以有效地控制纠缠和临界温度 . 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.     

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.     

海森堡自旋链的几何量子失协

本文采用Diosi、Gisin提出的非马尔科夫量子态扩散方法,系统地研究了处于非马尔科夫环境中海森堡自旋链模型的几何量子失协。首先通过非马尔科夫量子态扩散主方程计算出系统的约化密度矩阵。然后将约化密度矩阵带入量子失协公式中,从而实现了在数值上精确地模拟海森堡自旋链的几何量子失协。最后以最大纠缠态■作为系统的初始态,详细地讨论了系统中各种参数在海森堡自旋链几何量子失协中的作用。根据数值模拟结果显示:环境关联系数γ、参数J、参数α和参数η能从不同的程度上影响量子系统几何量子失协动力学的演化过程。当环境关联系数γ较小时,几何量子失协呈现出明显的上升趋势。表明非马尔科夫环境对系统的几何量子失协具有积极的作用。同时较大的参数J、参数α和参数η对系统的几何量子失协也有积极的作用。本文的研究对于增加系统的几何量子失协具有一定的作用和意义,为实验研究者在实际中提高几何量子失协提供了理论依据。     

耗散环境下二比特体系的量子关联性质研究

利用Quantum Discord(QD)判据,研究了与热库相互作用的二比特体系的量子关联性质.讨论了在不同初态下体系量子关联随时间的变化,以及热库的平均光子数m,n和原子的自发辐射率γ对体系量子关联性质的影响.结果表明,在不同的初态下,体系可以得到不同性质的量子关联;而且当原子自发辐射率γ取固定值时,QD的衰减会随m,n取值的减小而减慢,热库平均光子数都为零的情况下能够得到最大范围的量子关联;此外,当热库平均光子数m,n取确定值时,随着γ取值的减小,QD的衰减也会随之减慢,此时同样会得到较大范围的量子关联.说明较小的热库平均光子数以及原子自发辐射率γ能够减弱QD的衰减,从而获得生命力较强的体系量子关联.     

非马尔科夫环境中各向异性海森堡自旋链的几何量子失协

本文主要在非马尔科夫环境中,在时变磁场和Dzyaloshinski—Moriya相互作用下,以最大纠缠态■作为信道,研究了具有各种参数的两比特海森堡XYZ模型的几何量子失协.通过在非马尔科夫环境中的量子态扩散方法模拟了系统的几何量子失协随时间的演化关系.根据数值模拟结果显示:环境关联系数γ、自旋耦合系数J和J_z、余弦磁场强度B、以及自旋—轨道相互作用都能影响系统几何量子失协的性质.当环境关联系数γ较小时,几何量子失协呈现出明显的上升趋势,可见非马尔科夫环境对系统的几何量子失协表现出积极的作用.同时较大的自旋耦合系数J和余弦磁场强度B对系统的几何量子失协也有积极的影响.     

自旋1/2XXZ量子链的相图

利用自旋1/2XXZ量子链与Sine-Gordon模型的等价性,在高斯有效势方法下,引入大动量截断因子,分析Sine-Gordon模型的相图,得到XXZ量子链的零质量区,并与精确解进行了比较和讨论. 关键词：     

Kerr相互作用下量子相干性分布和量子信息流动

本文针对Kerr相互作用下系统中量子相干性的动力学分布进行了研究.所讨论系统包含两个没有相互作用的原子,每个原子都被囚禁在各自的光腔中,同时光腔被充满了非线性Kerr介质.研究发现非线性Kerr相互作用能够增加两原子间的量子相干性,而且增大的幅度会随着Kerr相互作用强度的增加而得以提高.其次,借助迹距离的方法,还探讨了非线性Kerr相互作用对于原子与光腔之间的量子信息流动的影响,发现Kerr相互作用可以加快量子信息回流到原子子系统中,抑制原子子系统与其余子系统间的量子信息交换,阻碍量子信息在系统中不同子系统间的流动,从而保护原子子系统中拥有的量子信息.     

关联退极化量子信道中qutrit-qutrit系统的量子相干性演化

为探索量子系统的退相干机制寻找延缓退相干的方法,本文研究了关联量子信道中的退相干过程,计算了关联退极化信道中两体qutrit系统的3种初态:一种特殊初态、最大相干初态和各向同性初态的范数相干性、相对熵相干性及基矢无关相干性.分析得出的解析结果、数值结果和演化图像可以发现:1)完全关联的信道能最大程度地抑制退相干;2)存在一个与关联度无关的最大退相干时间点,但其退相干的演化行为却依赖着关联度;3)信道的关联可以增强子系统间的相干性.基矢无关相干性遵循的不等式关系也在此系统中得以验证.     

自旋-1/2量子罗盘链的量子相与相变

基于矩阵乘积态表述的无限时间演化块算法,研究了具有x,y,z三个自旋方向的轨道自由度和轨道序竞争的量子罗盘自旋链模型.为了刻画该模型的量子相和相变,计算了基态能量、局域序参量、弦关联序参量、临界指数、冯诺依曼熵、有限纠缠标度和中心荷.结果表明:该量子基态相图由条纹反铁磁相、反铁磁相、单调奇数Haldane相和振荡奇数Haldane相构成.从条纹反铁磁相到反铁磁相,以及从单调奇数Haldane相到振荡奇数Haldane相发生了非连续相变;从振荡奇数Haldane相到条纹反铁磁相,以及从反铁磁相到单调奇数Haldane相发生了连续相变;连续相变线和非连续相变线的交点是多临界点.此外,连续相变点处的临界指数β=1/8和中心荷c=1/2表明连续相变的普适类属于Ising类.由此揭示了该模型量子基态相图的本性,对今后研究更高自旋以及更为复杂轨道序竞争的量子罗盘链模型的量子相与相变具有一定借鉴与参考意义.