两腿XXZ自旋梯子模型的量子相变与量子临界现象

对于无限大尺寸两腿自旋1/2的XXZ自旋梯子模型,通过运用基于随机行走的张量网络(TN)算法数值模拟出基态波函数,首次尝试研究自旋梯子模型的约化保真度、普适序参量、纠缠熵等物理观测量,并系统研究基态保真度的三维挤点与二维分叉、约化保真度的分叉、局域序参量、普适序参量、纠缠熵和量子相变之间存在的关联关系.基于张量网络表示的算法在任意随机选择初始状态时,可以得到两腿XXZ量子自旋梯子系统简并的对称破缺基态波函数,该基态波函数是由于Z2对称破缺引起的.本文期望所提供的方法可为进一步研究凝聚态物质中热力学极限下的强关联电子量子晶格自旋梯子系统的量子相变和量子临界现象提供一种更有效的强大的工具.     

海森伯XXZ模型中量子相干性的研究

研究了非均匀磁场和均匀磁场作用下的两量子位海森伯XXZ模型中的量子相干性,详细分析了各个参数对量子相干性的影响.研究发现,量子相干性随非均匀磁场的变化会因为均匀磁场的加入而变得平缓.不同的各项异性参数和磁场条件下,量子相干性随温度的变化有很大的差异.和纠缠相比,量子相干性随非均匀磁场只表现为单峰现象.此外,通过对不同初始态下量子相干性的动力学演化行为进行研究,给出了非均匀磁场对演化过程的影响.论文的研究结果对于认识量子相干性问题具有一定的意义.     

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。     

几类相干态的量子保真度

在坐标表象下,研究了几类相干态的量子保真度,对于相干态,我们给出了量子保真度的解析表达式,考查了谐振子特征长度 ,平移距离 对保真度的影响;对于相干态 与 的叠加态,考查了初态量子干涉对量子保真度的影响,结论表明：量子保真度呈周期性;与相干态的量子保真度比较而言,当谐振子处于第二类相干态时,量子干涉能抑制量子态失真,当谐振子处于第三类相干态时,量子干涉能抑制量子态失真,也可能加大量子态失真.     

量子隐形传态保真度的新公式及应用

基于传统的Kimble-Braunstein量子隐形传态方案,利用纠缠态表象方法导出了平均意义下输出量子态的密度算符表示——输出态算符与输入态、纠缠源的特征函数的关系,以及输出态特征函数与以上特征函数的简洁关系.基于此,对于任意的双模纠缠源,进一步推导了传输相干态的保真度公式——它仅仅表示成纠缠源的Q函数的一个简洁积分.这为保真度计算提供了一条方便有效的途径.作为应用,我们考察了包括高斯与非高斯纠缠态作为纠缠源实现相干态传输的保真度.     

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：     

二维３态Potts量子系统的保真度与序参量

二维无限正方格子上的量子3态Potts模型是发生一级相变还是二级相变?通过运用无限纠缠投影对态 (iPEPS) 算法,在进行数值模拟时任意选取初态,能得到二维无限正方格子上的3态Potts模型的三个不同的简并基态波函数,这些简并的情况是由自发对称性破缺引起的.首先,揭示了在二维系统中自发对称性破缺引起的相变可以运用单点基态保真度的分叉来研究,也反映了在二维系统中约化保真度同样有一个分叉行为;再者,还提出了二维系统的普适序参量以及多分量的复数局域序参量的行为来尝试研究二维3态Potts模型,共同确定系统发生的量子相变的临界点及其类型.即基于iPEPS算法,从单点基态保真度、约化保真度、普适序参量以及局域序参量的角度,来研究3态Potts模型的量子相变,其为一级相变.     

有限玻色子系统中的激发态量子相变

为了探讨原子核系统中存在激发态量子相变的可能性,在相互作用玻色子模型框架下对有限玻色子系统中的激发态量子相变现象进行唯象分析,特别是针对角动量和有限N效应如何影响U（5）-SU（3）和SU（3）-O（6）过渡区中的激发态量子相变行为进行了系统研究。结果表明,低角动量振动谱中的激发态量子相变特征在现实玻色子数情况下可以很好地保持,但随着角动量增加相变特征逐渐消失。In this work, a phenomenological analysis of the excited-state quantum phase transitions (ESQPTs) in the finite-N boson system has been carried out within the interacting boson model in order to reveal the possibility of finding ESQPTs in nuclear systems. Particularly, the angular momentum and finite-N effects on the ESQPTs in the U(5)-SU(3) and SU(3)-O(6) transitional regions have been systematically investigated. The results indicate that the main features of ESQPTs can be well preserved even at a realistic boson number for small angular momentum but will gradually disappear as the angular momentum increases.     

应用多尺度纠缠重整化算法研究量子自旋系统的量子相变和基态纠缠

应用多尺度纠缠重整化算法模拟自旋为1/2的一维量子XYX模型,通过计算局域序参量和度量纠缠的单缠节(one-tangle)、并发纠缠(concurrence)和纠缠比率R,确定系统的基态相图和纠缠相图.发现系统的纠缠相图比基态相图包含更多的物理信息.另外,从局域序参量和能隙与外磁场的标度关系,萃取出与磁化率和关联长度有关的临界指数β和v.     

二维３态Potts量子系统的保真度与序参量

二维无限正方格子上的量子3态Potts模型是发生一级相变还是二级相变?通过运用无限纠缠投影对态算法(iPEPS),在进行数值模拟时任意选取初态,能得到二维无限正方格子上的3态Potts模型的三个不同的简并基态波函数,这些简并的情况是由自发对称性破缺引起的.首先,揭示了在二维系统中自发对称性破缺引起的相变可以运用单点基态保真度的分叉来研究,也反映了在二维系统中约化保真度同样有一个分叉行为;再者,还开创性提出了二维系统的普适序参量以及多分量的复数局域序参量的行为来尝试研究二维3态Potts模型,共同确定系统发生的量子相变的临界点及其类型.即基于iPEPS算法,从单点基态保真度、约化保真度、普适序参量以及局域序参量的角度,来研究3态Potts模型的量子相变,其为一级相变.     

二维3态Potts量子系统的保真度与序参量

二维无限正方格子上的量子3态Potts模型是发生一级相变还是二级相变?通过运用无限纠缠投影对态(i PEPS)算法,在进行数值模拟时任意选取初态,能得到二维无限正方格子上的3态Potts模型的三个不同的简并基态波函数,这些简并的情况是由自发对称性破缺引起的.首先,揭示了在二维系统中自发对称性破缺引起的相变可以运用单点基态保真度的分叉来研究,也反映了在二维系统中约化保真度同样有一个分叉行为;再者,还提出了二维系统的普适序参量以及多分量的复数局域序参量的行为来尝试研究二维3态Potts模型,共同确定系统发生的量子相变的临界点及其类型.即基于i PEPS算法,从单点基态保真度、约化保真度、普适序参量以及局域序参量的角度,来研究3态Potts模型的量子相变,其为一级相变.     

耗散系统中实现原子态量子隐形传态的保真度

本文运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了压缩真空库中利用原子纠缠态作为量子通道实现原子态量子隐形传态的保真度,讨论了被传送的原子初态形式以及压缩库的压缩参数r对保真度的影响.研究表明:当只有输入态受噪声影响,则被传送的初始态中基态概率越大的态,保真度越高;而当量子通道受影响时,则基态和激发态概率相等的原子叠加态传送的保真度最大. 关键词： 量子隐形传态 压缩真空库 保真度     

基于保真度的量子信令最佳帧长算法

为了解决量子信令的最佳帧长问题,本文提出了一种基于保真度的量子信令最佳帧长的算法.根据量子信令收发模型,定义了一个由若干量子态组成的量子信令的联合保真度,并通过计算链路的有效利用率而得出最佳帧长的算法.仿真结果与理论分析完全相符,从而表明本文提出的最佳帧长算法稳定、易行,可以应用到复杂多变的实际环境中.     

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.     

交错跃迁Hofstadter梯子的量子流相

为玻色Hofstadter梯子模型引入交错跃迁,来扩展模型支持的量子流相.基于精确对角化和密度矩阵重整化群计算发现,无相互作用时,系统中包含横流相、涡旋相和纵流相;横流相来自均匀跃迁时Hofstadter梯子模型的Meissner相,纵流相是交错跃迁时才可见的流相.强相互作用极限下系统的超流区也包含横流相、纵流相和涡旋相,但存在更多的相变级数;超流区的横流相、纵流相之间存在相变但Mott区的不存在,把Mott区的"横、纵流相"称为Mott-均匀相,在Mott区只存在均匀相和涡旋相.跃迁的交错会压缩涡旋相存在的区域,使Mott区最终只剩下均匀相;跃迁的交错不仅能驱动Mott-超流相变,还使磁通的改变也能够驱动系统的Mott-超流相变.对这一系统的研究丰富了磁通系统中的量子流相,同时为研究拓扑流特性提供了模型支持.     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法,研究隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度,通过计算机模拟出量子点分子、光场和系统的保真度随时间的演化图像,分析了压缩系数和失谐量对量子信息保真度的影响.结果表明：改变初始光场的压缩系数和失谐量能调节相互作用系统的量子信息保真度.     

原子核过渡区的量子相变

在相互作用玻色子模型(IBM) 基础上用O(6) 高阶项代替传统的SU(3) 四极-四极相互作用来研究原子核从振动到转动过渡区的量子相变行为。利用U(5)-SU(3) 和UQ 两种方案,在玻色子数分别为N = 8 和N = 20 不同情况下,研究了原子核的一些低激发态的能级比和电四极跃迁比。结果表明:随着玻色子数N 的增大,系统的量子相变行为得到加强;两种方案都可以用来描述从振动到转动过渡区的原子核的量子相变特征且O(6) 高阶项方案下量子相变行为更为明显。在此基础上,进一步应用这两种方案具体讨论了152Sm 核的低激发态能级和电四极跃迁性质并与实验数据进行对比分析。结果表明,用O(6) 高阶项可以更为合理地描述带内跃迁及不同带之间的带间跃迁性质。With the framework of Interacting Boson Model(IBM), transitional patterns from the spherical to the axially deformed limit of the IBM with a schematic Hamiltonian are studied by replacing the SU(3) quadrupole-quadrupole term with O(6) cubic interaction. But, we use the two schemes to investigate some energy ratios and B(E2) ratios for different bosons N = 8 and N = 20. The results show that with the increasing of the numbers of bosons, the transitional behaviors can be enhanced; the transitional behaviors are very similar in the two schemes. However, there are some distinctive differences for some quantities across the entire transitional region, such as energy levels and ratios, B(E2) values and ratios, and expectation values of the shape variables. Generally speaking, the transition is smoother and the nuclear shape is less well defined in the new scheme. Then we apply the two schemes to the critical point symmetry candidate, such as 152Sm, and find the overall fitting quality of the UQ scheme is better than that of the U(5)-SU(3) scheme, especially for the inter-band E2 transitions in 152Sm.     

带有Dzyaloshinski-Mariya相互作用的两比特XXZ模型的纠缠量子热机

以带有Dzyaloshinski-Mariya 相互作用的两比特XXZ模型为工作物质构建纠缠量子热机. 在量子热力学平衡态下, 采用Kieu的形式描述了做功与热传递.对于不同的各向异性参数, 分析了热机循环中量子纠缠与热传递、做功以及机械效率等热力学量之间的关系. 结果表明: 在这个纠缠体系中, 热力学第二定律依然成立; 机械效率的等值线图是环状曲线; 当各向异性参数Δ较小时, 热机在C₁ > C₂ 和C₁ < C₂ 两区域运行, 当增大Δ值时, 热机只在C₁ > C₂ 区域运行. 关键词： 量子热机 并发度 机械效率     

阻挫诱导的亚铁磁性Heisenberg系统中的量子相变

利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究磁性阻挫对一种S=1/2准一维反铁磁自旋链但却具有亚铁磁性的Heisenberg系统基态的影响.计算了单个晶胞的基态能、自旋关联函数以及自旋能隙.研究表明这种Heisenberg自旋系统的基态随着阻挫α的增强将从磁有序相变化到自旋无序相,并且伴随着自旋能隙的出现,量子相变点为α≈0.412.同时线形链上格点间自旋长程关联值的计算结果表明在磁有序区间体系的磁有序性质随着α的增强而减弱,阻挫在0≤α< 关键词： 准一维反铁磁自旋链 亚铁磁性 密度矩阵重整化群 自旋能隙     

阻挫诱导的亚铁磁性Heisenberg系统中的量子相变

利用密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究磁性阻挫对一种S=1/2准一维反铁磁自旋链但却具有亚铁磁性的Heisenberg系统基态的影响.计算了单个晶胞的基态能、自旋关联函数以及自旋能隙.研究表明这种Heisenberg自旋系统的基态随着阻挫α的增强将从磁有序相变化到自旋无序相，并且伴随着自旋能隙的出现，量子相变点为α≈0.412.同时线形链上格点间自旋长程关联值的计算结果表明在磁有序区间体系的磁有序性质随着α的增强而减弱，阻挫在0≤α<