两量子比特海森堡XY模型中的热纠缠

研究外加非均匀磁场下包含交叉积项的两量子比特海森堡XY模型中的热纠缠,计算了纠缠度量:C.仔细讨论存在交叉积项时非均匀磁场对基态纠缠和热纠缠的影响.     

量子密集编码的理论研究进展

量子纠缠是量子信息论的1种重要物理资源.在经典通信中,发送1个经典比特,只能得到1个比特经典信息,而在量子通信中,利用量子纠缠的奇妙特性,发送1个量子比特,可以得到2个比特经典信息,这就是量子纠缠引发的新的关注点—量子密集编码.综述量子密集编码在量子信息论的研究现状,结合已有的Bennett密集编码方案和受控密集编码方案,展望了同时密集编码及受控同时密集编码在量子通信中的研究前景.     

磁场作用下海森堡模型的热纠缠传态

研究了均匀磁场作用下的两量子比特XXZ海森堡模型的热纠缠,并且以此热纠缠混合态作为量子信道传输两量子比特的纠缠纯态.计算出输出态的纠缠度和传态的平均保真度.讨论了温度、磁场、各向异性参数对纠缠度和平均保真度的影响.     

两量子比特Rabi模型的纠缠动力学

利用零级近似方法讨论了两量子比特Rabi模型中的纠缠动力学问题,分析了不同耦合强度对系统纠缠的影响。这里量子比特和光场的初态分别选取为最大纠缠的Bell态和相干态。通过与数值方法比较,发现当量子比特跃迁频率远小于单模光场的频率时,在超强耦合区域内零级近似方法能够很好地描述系统的纠缠特性。结果显示两量子比特之间的纠缠可呈现突然死亡和产生的现象。而当量子比特之间的纠缠消失时,它们与光场的纠缠可以达到最大值,即两种不同的纠缠相互竞争相互制约。     

横磁场中各向同性XY链的基态纠缠研究

分析了横磁场中各向同性XY自旋链的基态能量和纠缠问题。研究发现,三量子比特系统中存在一个相变点,此点上,基态能量和纠缠可发生量子相变,基态从W态进入非纠缠;而四量子比特系统存在两个相变点,基态的能量和纠缠均可在相变点处发生量子相变,使纠缠性质发生改变。随着磁场强度的增大,基态纠缠逐渐减小,直到完全消失。四比特系统纠缠的减小要比三比特系统纠缠减小的速度缓慢。     

海森伯格XXZ模型在不均匀磁场下的负值度

利用负值度(Negativity)研究了两量子比特各向异性海森伯格XXZ模型在外加不均匀磁场下的热纠缠.耦合系数越大,系统的纠缠度越大,临界温度越高.磁场越大,临界磁场越高,但系统的最大纠缠度却降低,且负值度随的绝对值的增大而减小.     

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.     

可控电磁场下量子相干动力学和量子信息流动

针对可控电磁场作用下超导量子比特系统中的量子纠缠和量子相干性的动力学性质进行了探讨,所研究的系统是由两个非相互作用的超导比特与独自的数据总线构成的,同时每个超导比特都受到可控的电磁场的驱动。研究发现可控电磁场能够增加两超导量子比特之间的量子纠缠和量子相干性,特别,增加的幅度会随着可控电磁场作用强度的加大而提高。另外,利用迹距离的方法,探索了可控电磁场对于系统中量子信息流动的影响,发现可控电磁场可以抑制超导量子比特与数据总线之间的相互作用,减缓超导量子比特子系统与其它子系统之间的信息交换,阻碍量子信息在不同子系统中的额流动,并保护超导量子比特子系统初始拥有的量子特性。     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

外磁场对两量子比特间热纠缠的影响

研究了在相反方向的外磁场中两个量子比特的热纠缠,计算了这个体系的密度矩阵,通过密度矩阵得到了三个不同温度下热纠缠度—并协度.发现在相反磁场中,比特间的热纠缠度及转变温度将被提高.     

二量子比特海森堡XYZ链中的热纠缠

通过分析外磁场、温度、自旋粒子间耦合系数、非对称系数对系统纠缠的影响，研究了均匀磁场中二量子比特海森堡XYZ链中的热纠缠现象．结果表明，系统的基态纠缠随着外磁场B值的增加，保持一段恒定且最大值后，在一个临界点Bc突然下降．耦合系数Z值的增加可以使纠缠无论是在温度方向还是在磁场方向都能扩展．在一定温度条件下，增加非对称系数γ值可以使纠缠在超越临界磁场Bc后的复苏值和范围都增加．这些结果为用磁场、自旋粒子问耦合系数、非对称系数来操纵系统纠缠提供了理论依据．     

海森伯格XXZ模型的热纠缠

负值度(Negativity)是一种通用的纠缠度量,可方便地计算两体量子系统的纠缠度.利用负值度研究了两量子比特各向异性海森伯格XXZ模型的热纠缠,讨论了在热平衡时温度和外加磁场对热纠缠的影响.当温度小于临界温度时,热纠缠的大小依赖于外加磁场的强弱;当温度大于临界温度时,纠缠消失.     

时变磁场下杂质对Heisenberg XXX链纠缠特性的影响

使用协作参量(concurrence)推导了掺杂Heisenberg XXX链在受到外加时变磁场时纠缠度的表达式,并计算分析了该模型在杂质影响下的热纠缠和时间纠缠.随着杂质格点与正常格点之间的耦合强度J的增大,在不同的区间内,系统的纠缠特性明显不同,其中一种具有典型的过渡性质.在正常区间,系统的热纠缠表现出类似的演化性质,但其初始纠缠度和临界温度T c具有很大不同,系统的时间纠缠呈相似的周期性演化.在过渡区间,系统的热纠缠和时间纠缠与正常情况相比均产生了明显变化,体现出系统的复杂性.     

两体纯态系统的几何相、Berry相和纠缠度的关系研究

在E.Sjoqvist工作的基础上,用新的方法求解处于不依赖于时间的恒定磁场中无相互作用的自旋1/2粒子对这一复合体系的几何相和纠缠度,重新得到了两者的关系,只有当体系的纠缠度为0时,复合体系的几何相才可以表达为两个子体系几何相之和的形式.还进一步研究了处于旋转磁场中的无相互作用的自旋1/2粒子对体系的Berry相和纠缠度,发现两者仍具有同样的关系.     

量子纠缠控制的核磁共振实验演示

量子纠缠在量子信息领域中有着极重要的应用,是当前人们研究的热门课题之一[1-2].量子纠缠控制是一种量子相干控制,即系统的量子力学进程在我们的控制之下,并使之产生期望的结果[3-4].我们在一个3量子位的核磁共振量子计算机实现了2个方面量子纠缠控制:纠缠互换与存储.我们使用赝纯态作为系统的初始状态.通过赝纯态,系统的微观性质可用宏观信号表述出来.     

变化磁场环境下海森堡XXZ模型的热力学纠缠

研究了变化磁场环境下,海森堡XXZ模型的热力学纠缠性质.通过计算,得出热力学纠缠度解析表达式,由模拟表明,系统纠缠度对变化的磁场、各向异性参数、温度表现出不同的行为.为提高系统临界温度,给出了磁场强度范围和各向异性参数条件.     

Entangled quantum state of magnetic dipoles

Free magnetic moments usually manifest themselves in Curie laws, where weak external magnetic fields produce magnetizations that vary as the reciprocal of the temperature (1/T). For a variety of materials that do not display static magnetism, including doped semiconductors and certain rare-earth intermetallics, the 1/T law is replaced by a power law T(-alpha) with alpha < 1. Here we show that a much simpler material system-namely, the insulating magnetic salt LiHo(x)Y(1-x)F(4)-can also display such a power law. Moreover, by comparing the results of numerical simulations of this system with susceptibility and specific-heat data, we show that both energy-level splitting and quantum entanglement are crucial to describing its behaviour. The second of these quantum mechanical effects-entanglement, where the wavefunction of a system with several degrees of freedom cannot be written as a product of wavefunctions for each degree of freedom-becomes visible for remarkably small tunnelling terms, and is activated well before tunnelling has visible effects on the spectrum. This finding is significant because it shows that entanglement, rather than energy-level redistribution, can underlie the magnetic behaviour of a simple insulating quantum spin system.     

非均匀磁场作用下海森堡XXZ模型中的热纠缠

研究了存在沿Z轴方向的非均匀磁场作用下两量子比特各向异性XXZ模型中的热纠缠。计算了纠缠度Concurrence。对反铁磁和铁磁两种情况下各向异性参数Δ对热纠缠的影响进行了详细的研究。还发现临界温度Tc也受各向异性参数Δ的制约。