量子稳定子码的码字纠缠

量子计算和量子通信是量子信息科学的两个重要组成部分.量子算法通常用到实系数等权重纯态,其中重要的一类是图态,图态的纠缠已经得到系统的研究.量子通信中不可避免地要用量子纠错码,其中最广泛使用的是与图态紧密相关的量子稳定子码,可以看作是由图态与经典编码两个要素构成的.本文将论证量子编码复杂度与量子码字纠缠的关系.为研究量子码字的纠缠,将证明几何测度、对数鲁棒纠缠和相对熵纠缠等纠缠测度对于量子稳定子码字而言是相等的,纠缠的上下界可由量子编码的生成元确定.用经典编码可以构造一类量子码,称为CSS码.其中最常用的是对偶包含法.对于CSS对偶包含码的码字,证明它的纠缠等于其经典生成元的个数.本文给出Gottesman码以及相关码的纠缠公式,还发展了迭代算法用来数值计算纠缠量.     

一类基于k-体分划的多体态的量子关联测度

量子关联在量子信息任务中起着极其重要的作用,量化量子态的关联是其中最主要的问题之一。文章给出了一类基于k-体分划的多体量子态的量子关联测度,它可以量化多体态相对于k-体分划的非经典关联性,同时证明了其满足量子关联度的一些必要性质,包括局部酉操作下保持不变,局部量子操作下不增,凸性,连续性以及在添加局部非相干辅助子系统下的不变性。     

一类高维两体二参量态的量子纠缠特性

讨论了两体高维（mn,m≥3）量子系统一类两参量态的量子纠缠特性.计算了它们的负值度N（negativity）和量子相对熵纠缠度Er,得到了解析表达式.最后讨论这二种纠缠度之间的关系.分析表明这一类两参量态的PPT态都是可分离态,所有纠缠态都是NPT态.与2？n量子系统不同,高维情形不再有负值度总是大于等于量子相对熵纠缠度的简单关系,更一般的关系式为mN/2≥Er.     

多体非k积态基于Quantum-Jensen-ShannonDivergence的关联测度

在量子信息理论中，量子关联是一种极其重要的物理资源。本文利用了 QuantumJensen-Shannon-Divergence（QJSD）的定义及其性质，获得了多体非k积态基于QJSD的关联测度，并 证明了它满足关联测度的必要物理性质，包括非负性、局部酉操作下的不变性、凸性、以及在完全 正的保迹线性映射下的压缩性和在局部非相干辅助子系统下的不变性。进一步引进了相对于k体 分划的量子信道的概念，记为一致A?(k) 信道，并讨论了所定义的关联测度在一致A?(k) 信道演化下的 影响。     

多体复合量子态基于可观测量算子的纠缠测度

近些年，人们对量子纠缠的量化已经有了许多深入的研究，但是，许多已有的纠缠度量还是难以计算的。LuoShunlong基于互信息提出了两体量子态的可观测量关联，并得到了两体量子态的一类纠缠测度。本文将两体系统的纠缠测度推广到多体复合量子系统，并证明了其满足纠缠测度的必要物理条件。     

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.     

XXX模型在与时间有关的任意外场下量子态的纠缠测度

基于代数动力学和纠缠测度的基本概念,研究了时间相关的任意外场驱动的海森堡XXX-模型下的双量子比特纠缠态随时间演化的性质.可以证明,纠缠测度仅仅由耦合常量和外场的强度决定的.通过进一步研究发现,在任意恒定外场的驱动下,热域纠缠测度是一个 与耦合常量J,温度T以及外场大小有关的函数.     

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.     

非均匀磁场作用下四量子比特海森堡自旋链中的热纠缠

研究在外加非均匀磁场作用下的四量子比特海森堡XX模型中的纠缠特性,并得到具有周期性边界条件系统中纠缠度量的解析表达.发现能得到较高的成对纠缠,这意味着系统中的磁不均匀性可以提高某些量子比特对的热纠缠度.     

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.     

中科大科学家实现11公里远距离量子纠缠纯化

正中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作,利用高品质的超纠缠源,首次实现11公里远距离量子纠缠纯化,纯化效率比此前国际最好水平提升6000多倍。该成果日前发表于《物理评论快报》。量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径,而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作,利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。     

基于广义W类态更紧的单配性和多配性关系

纠缠单配性和多配性是多体量子系统中不可或缺的特征,能够刻画多体量子系统中纠缠的分布特性.针对广义W类态和真空态的叠加及其约化密度矩阵,本文利用一组不等式研究了一类基于Tsallis-q熵纠缠和Rényi-q熵纠缠更紧的单配性和多配性不等式.这些单配性和多配性不等式在某些条件下将还原为现有的一些不等式,也就是说现有的不等式可以视为这类新型不等式的一个特例.这些更紧的不等式是三体和多体量子系统中纠缠分布更精细的表征.本文建立的单配性和多配性不等式的适用范围更广.     

一类正线性映射的可分解性和最优性

非完全正的正线性映射在判定复合系统量子态的纠缠性中起关键作用.文章研究一类非完全正的正线性映射的性质,证明了此类正线性映射φ是可分解的,不是2-正的,并给出了由此类正线性映射φ生成的纠缠witnessesWφ成为最优的充分必要条件.     

一类高维量子态的生成纠缠

研究了高维量子混合态的生成纠缠,给出了一类特殊量子混合态的生成纠缠的解析表示.     

用多个光子晶体实现量子纠缠态的稳定性

量子纠缠态的纠缠度随传播距离增加或外界干扰而变小,  在光与环境相互作用的退相干效应下,  可使纠缠度降低或不再纠缠.  基于此, 设计一组一维光子晶体, 当两光子或三光子的纠缠光通过该组光子晶体, 且叠加参数c1=0.03~0.98时, 纠缠度E=0.8~1, 从而使量子纠缠态可远距离传输, 更好地实现量子通信.     

非对称信息条件下鹰鸽模型的量子博弈研究

本文利用量子博弈的相关理论建立了非对称信息条件下的鹰鸽量子博弈模型,求出了不同纠缠度值时的量子纳什均衡策略,并与经典博弈均衡策略比较得出:在经典博弈条件下得出与冲突成本相关的多重均衡策略,在量子博弈理论下得到与冲突成本无关的纠缠度为π/2时的唯一纳什均衡,而经典博弈论条件下的纳什均衡策略是量子均衡策略在纠缠度取零值的一种特殊情况,从而推广了鹰鸽博弈的纳什均衡策略解,也大大简化了运算.     

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.     

不同单位成本条件下库若特模型的量子化研究

使用连续变量的量子系统对不同单位成本条件下的库诺特模型进行量子化处理,构造了一个最小量子化结构方案.求出量子均衡解后对量子均衡利润的相关影响因素进行了分析,并进行数值模拟,研究结果表明:没有纠缠度时,量子博弈还原为经典博弈.当纠缠度取无限大、企业相对单位成本差取特定范围时,此量子博弈模型要优于李慧等人研究的相同成本经典库诺特模型的量子化模型.     

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.