测量诱发的关联分布

量子测量诱发量子系统的扰动使得它与辅助系统以及测量装置之间的关联发生了变化．本文使用熵交换与量子失协,在间接测量模型中,讨论测量诱发的关联分布,并得到全关联和量子关联的平衡关系．最后讨论局部操作导致量子失协的变化与测量诱发的关联分布之间的关系．     

测量诱发的关联分布

量子测量诱发量子系统的扰动使得它与辅助系统以及测量装置之间的关联发生了变化.本文使用熵交换与量子失协,在间接测量模型中,讨论测量诱发的关联分布,并得到全关联和量子关联的平衡关系.最后讨论局部操作导致量子失协的变化与测量诱发的关联分布之间的关系.     

量子关联研究综述

由EPR佯谬,薛定谔“猫态”等超越直观的纯量子现象产生的量子纠缠理论从其概念提出以来一直被人们认为既是量子理论最为重要的概念之一,也是在量子通讯中实现“稠密编码”和“隐形传态”的关键。然而,最近研究结果显示,量子纠缠并不能够完全解释量子关联所有特性。人们发现,除了纠缠以外,还存在对量子信息和量子计算具有极其重要意义的其它非经典关联,如量子失协是一个纯量子比特确定性量子计算机具有计算效率的原因。这说明,量子失协完全可以成为量子计算新的一种资源。文章介绍了非经典关联（包括量子纠缠）的基本概念及其度量方法,对量子失协在各类模型中表现出的量子关联特性进行分析和与量子纠缠,经典关联比较,从而体现出在各类量子体系中对量子失协进行研究的意义,同时引导理论和实验研究者去研究量子失协的潜在研究价值。     

噪声环境下纠缠相干态的量子关联特性

着重研究了在振幅噪声环境下两体纠缠相干态(Entangled Coherent State,ECS)与贝尔态的量子关联演化.用形成纠缠熵(Entanglement of Formation,E)、量子失协(Quantum Discord,QD)、测量诱导扰动(Measurement-Induced Disturbance,MID)及几何量子失协(Geometric Measure of Quantum Discord,GQD)来计算纠缠相干态在噪声环境下的量子关联演化,发现纠缠相干态的量子失协随着r先减小再增长,然后又逐渐衰减至0,其测量诱导扰动则随着r单调衰减到0,而量子失协以及测量诱导的扰动在振幅衰减影响下比形成纠缠熵演化更加持久.通过对比分析,发现对称与非对称噪声通道下贝尔(Bell)态不一定比纠缠相干态的纠缠度更高,纠缠相干态以及贝尔态的量子关联影响区别不是很明显.     

XYZ自旋链中关联的品质

以非均匀磁场中受Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的两量子比特海森堡XYZ自旋链模型为例,用共生纠缠、量子失协和失协的几何度量三种度量方式,计算了量子关联随时间的演化.利用选择性平均关联和纹波系数,评价不同时间间隔内或相同时间间隔内系统取不同参数的量子关联的品质高低.发现纠缠猝死后纠缠为零的时间段,量子失协和失协的几何度量的值也都很小,因而品质都很低.系统取定参数后,可以找到量子关联品质高的时间段;而优化参数,可以找到相同时长的品质更高的量子关联,有利于量子信息处理.     

一维XXZ环形自旋链中的量子关联

研究了系统尺度L=8的一维XXZ环形自旋链中的两体和多体量子纠缠以及两体量子失协，在这个过程中，充分考虑了温度和粒子间隔对纠缠和量子失谐的影响．结果发现，同种情况下，三体和四体纠缠比两体的更加“强壮”，且在低温条件下，利用多体纠缠可以探测到系统发生量子相变的临界点．与纠缠相比，量子失谐可以在较高温度下存在，且在相变点处总是表现出尖峰行为，这使得量子失谐在探测相变点方面更具优越性．     

量子统计关联动力学中的关联模式及其图形表示

研究了量子统计关联模式其图形表示．首先，给出了量子关联动学方程，计算了关联模式的矩阵元以及这些矩阵元对应关联模式的产生、湮灭和转变．另外，讨论了二体关联动力学，还分析了这种方法在高温超导物理中输运过程的可能应用．     

相互作用的量子比特在不同环境下的共生纠缠度和量子失协分析

研究了初始纠缠的量子比特在不同的环境下共生纠缠度和量子失协的动力学演化.在所研究的几种模型中,发现共生纠缠度强烈地依赖于初始环境,并在演化过程中发生纠缠死亡现象.共生纠缠度和量子失协在演化过程中均出现坍塌和复苏效应,但当量子比特间的相互作用为零时,坍塌和复苏效应消失.可无论在何种情况下,量子失协均不会减小到零,即仍能反映量子比特和系统间的量子关联,显示量子失协比量子纠缠具有更强的抗退相干能力.因此量子失协可作为获得有效量子信息的一种更有效的量子资源.     

在有限温度下两个比特Heisenberg XX链中的各种量子关联

文章主要研究在有限温度下两个比特海森堡XX自旋链中Z方向的Dzyaloshinskii-Morriya(D-M)相互作用(Dz)和耦合常数(J)对各种量子关联的影响。研究发现在有限温度下不加Dz时经典关联(CC)和量子失协(QD)都随温度的提高而下降,下降速度也比较快。加了Dz时也是随温度的提高而下降,但是下降速度较慢。从计算分析看,在有限温度下Dz和J对QD和CC有积极作用。调整适当的Dz和J参数,可以有效地控制和提高各种量子关联。     

XZY-YZX型三自旋相互作用对横场XX自旋链中经典和量子关联的影响

借助于严格对角化方法,数值研究了具有XZY-YZX型三自旋相互作用的横场XX自旋链中经典和量子关联,讨论了三自旋相互作用对关联的影响,发现经典和量子关联在量子相变的临界点都具有奇异性.不同于横场中的量子Ising链,经典和量子关联对外场的导数没有尺寸效应.此外,在外场等于零的退化条件下,两个近邻自旋之间的总关联均分为经典和量子部分,并得到与文献一致的量子关联的行为.     

量子三元Werner衍生态的几何失协

量子三元Werner衍生态是由量子三元Werner态经幺正算符作用而生成的态.采用文献(DAKIC B,VEDRAL V,BRUKNER C.Necessary and sufficient condition for nonzero quantum discord[J].Phys Rev Lett,2010,105:190502)定义的几何失协方法,研究量子三元Werner衍生态的量子关联(QC).研究发现:量子三元Werner衍生态GD的解析式显示了衍生态GD的对称性,量子三元Werner态的任何衍生态的GD值都不超过量子三元Werner态的GD值.     

Experimental investigation of quantum discord in DQC1

Quantum discord has been proposed as a resource responsible for the exponential speedup in deterministic quantum computation with one pure qubit (DQC1). Investigation of the quantum discord generated in DQC1 is of significant importance from a fundamental perspective. However, in practical applications of DQC1, qubits generally interact with the environment. Thus, it is also important to investigate the discord when DQC1 is implemented in a noisy environment. We implement DQC1 on an electron spin resonance (ESR) architecture in such an environment and nonzero quantum discord is observed. Furthermore, we find that the values of discord correspond to the values of purity α and quantum Fisher information, which reflect the power of the algorithm. Our results provide further evidence for the role of discord as a resource in DQC1 and are beneficial for understanding the origin of the power of quantum algorithms.     

中心对称量子态的量子失协

讨论了一类中心对称密度矩阵的量子失协,即满足在局域Hadamard门之下变换为X态的中心对称密度矩阵:HHρcHH=ρx,这里为Hadamard门变换。进一步得到了任意两量子比特中心对称态的量子失协的解析公式。并讨论了中心对称态的量子失协在几种重要物理系统中的计算和应用。     

控制开放超导量子电路系统中的几何量子关联冻结和量子相干性

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响. 我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长. 利用迹距离的方法,我们探讨了含时电磁场对超导量子比特与环境之间量子信息流动的影响,我们发现含时电磁场可以抑制环境的影响,降低超导量子比特与环境之间的量子信息流动.     

Amplifying stationary quantum discord and entanglement between a superconducting qubit and a data bus by time-dependent electromagnetic field

We study the dynamics of quantum discord and entanglement between a superconducting qubit and a data bus,which is driven by a controllable time-dependent electromagnetic field,in the presence of phase decoherence and find that the quantum discord and entanglement remain at a stationary non-zero value for long time evolution.It is shown that the amount of stationary quantum discord and entanglement can be enhanced by applying the time-dependent electromagnetic field.     

Applying Gaussian quantum discord to quantum key distribution

In this paper, we theoretically prove that the Gaussian quantum discord state of optical field can be used to complete continuous variable （CV） quantum key distri- bution （QKD）. The calculation shows that secret key can be distilled with a Gaussian quantum discord state against entangling cloner attack. Secret key rate is increased with the increasing of quantum discord for CV QKD with the Gaussian quantum discord state. Although the calculated results point out that secret key rate using the Gaussian quantum discord state is lower than that using squeezed state and coherent state at the same energy level, we demonstrate that the Gaussian quantum discord, which only involving quantum correlation without the existence of entanglement, may provide a new resource for realizing CV QKD.