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。     

具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型的协作参量

讨论了具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型的量子相变和量子纠缠.数值研究了协作参量在相变点附近的行为.发现协作参量可以很好地体现系统的量子相变.     

在横场中(1/2,1)混合自旋各向异性XY模型的量子纠缠

通过引入negativity的概念,研究了（1／2,1）混合白旋各向异性XY模型的量子纠缠,得到了两个白旋在外场中的有限温度时的量子纠缠的数值结果．发现该系统存在一个临界温度Tc,当温度大于Tc时,量子纠缠消失．     

含能流的各向同性XY链中的基态纠缠

分析了含能流的横磁场三比特各向同性XY自旋链的基态纠缠.发现随着外磁场的变化,系统会发生量子相变.以三比特系统为例给出有效哈密顿量的能谱,讨论了体系基态纠缠随λ的变化.当λ＜3/3时,在相变点处基态由W态跳跃到非纠缠态,此时自旋链中没有能量流动.当3/3≤λ≤3时,在能级交错点处发生量子相变,体系由非能流相进入能流相,同时基态由W态ф1跳跃到另一W态ф5;此时,由于能流的影响,使得基态保持在W态,而不再处于非纠缠态;并且随着λ的增大,系统将在更大范围内处于能流相.当λ＞3时,基态波函数表示为ф5,系统完全处于能流相.     

非均匀Dzyaloshinskill-Moriya相互作用对量子Ising链热传导行为的影响

基于Lindblad量子主方程方法,主要研究了交错、无序以及准周期Dzyaloshinskill-Moriya(DM)相互作用对量子Ising自旋链热传导行为的影响.通过计算局域能量密度和局域能流,发现对于这三类DM相互作用,当系统尺寸固定时,增大DM相互作用强度,流经量子Ising链的能流都将增多,但是能流随系统尺寸增大的标度行为却截然不同.因此,可以通过调节DM相互作用的强度与形式来控制量子Ising链的热传导行为.     

具有DM相互作用的各向异性XY模型的保真度

采用保真度和保真率的方法研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的各向异性XY模型的量子相变.数值研究了保真度和保真率在量子相变点附近的行为,结果表明采用保真度和保真率方法研究该模型的量子相变切实可行.     

海森堡自旋链中纠缠的双向传输

提出了一种利用开放海森堡铁磁自旋链为信道双向传输量子纠缠的方案．通过对量子信道施加静态磁场．可以实现自旋链两端纠缠的周期性交换．经过一个交换周期的时间演化后,原本属于孤立量子比特和自旋链某一末端粒子之间的纠缠会转换成该量子比特和自旋链另一末端粒子之间的纠缠．分析了交换行为和自旋链长度、磁场、耦合强度、各向异性常数之间的关系．并讨论了由4个粒子构成的简单系统中类似的纠缠交换行为。     

非平衡环境中具有DM相互作用的XY模型几何相位研究

研究了非均匀外磁场中XY自旋链和温度不同的两个热环境相互耦合时几何相位的演化.在XY自旋链中,最近邻自旋间存在各向异性相互作用和Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用.研究了温度、外磁场强度、DM相互作用等参数对几何相位的影响.结果表明,在热环境温度不相等的情况下,可以通过施加非均匀外磁场,增大DM相互作用强度,减小各向异性相互作用的方法来保护系统的几何相位.研究结果提供了一种在非平衡环境中保护几何相位的方法.     

UDD在消除制备簇态时次近邻相互作用中的应用

在具有XY型相互作用的自旋链中,可以分两步操作制备可用于量子计算的簇态。当考虑到实际情况中不可避免的量子自旋间的次近邻相互作用时,制备的簇态的保真度会随着粒子数的增加而不断降低。研究表明,应用周期性动力学退耦合(periodic dynamical decoupling,PDD)能够有效抑制此次近邻相互作用噪声。众所周知,Uhrig动力学退耦合(Uhrig dynamical decoupling,UDD)抑制噪声的效果一般优于PDD。为了进一步抑制XY模型中的次近邻相互作用,提出应用UDD抑制次近邻相互作用的方案。研究结果表明,外加脉冲总数相同时,UDD方案制备到的簇态的保真度数值要大于之前的PDD方案,即UDD方案抑制XY模型中的次近邻相互作用的效果优于PDD方案。     

借助磁场对量子信息完美传输的量子调控

对于在自旋链上进行传输的单比特量子信息而言,若其哈密顿量是经修正的Heisernberg–XX模型,信息的完美传输则仅仅取决于系统自身的动力学演化,即完美传输的条件只由传输时间决定,与链的长度无关.以此为基础,给此自旋链施加一合适的恒定磁场,则实现量子信息完美传输的条件不仅取决于自旋链自身的长度,而且还将由磁场所决定.进而可以通过传输时间t与自旋链长度N以及磁场B的关系控制实现量子信息完美传输的传输时间.     

一种求解一维量子体系本征态的方法

为了得出一维量子体系本征态的简易求解方法,介绍了一维有限格点量子链和量子环本征能量的一种求解方法,并且借助图示的方法对这两种体系的能谱进行了详细的对比,这样可以清晰地认知一维有限格点量子链和量子环这两种结构的能谱特点.对这两种结构中格点能量存在涨落的情况进行了讨论,并且给出了量子链中表面态出现的条件,同时发现量子环中格点能量的涨落不会导致表面态的出现.     

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.     

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.     

一维量子点链中的共振隧穿带结构

利用传输矩阵方法,对电子在两个量子点和多个量子点组成的一维链中的共振隧穿现象进行了研究.结果表明:两个量子点时,有共振隧穿发生;增加量子点的个数,共振峰会发生劈裂,且峰的个数与量子点数目相等.该结论与超晶格结构中电子共振劈裂理论一致.进一步增加量子点的个数时,共振能量在2个量子点的共振能级附近进行展宽并形成一个准连续的带状结构.     

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.     

利用有向子群图研究有限群的子群性质

群论在量子系统的研究中有重要作用.为了构造系统的波函数和计算矩阵元,需要知道相关群的子群和群链性质.该文利用有向子群图的概念和深度遍历的方法提出了一个研究有限群的子群性质的有效算法,可以计算出一个给定有限群的所有子群、不变子群、轨道长度、子群共轭、子群同构和正则群链等.作为算例,文中计算了二十面体群I、对称群S7和Mathieu群M11.计算结果演示出这种算法的可行性和高效率.     

量子计算机能攻破区块链吗?

正颠覆性、划时代、革命性,量子计算光环太多;去中心化、信息不可篡改,区块链火得一塌糊涂。那么,量子计算能攻破区块链吗?据外媒报道,一台具有4000个以上量子比特的量子计算机就能瓦解区块链。若有人能做出这样的量子计算机,就能解出并验证每笔交易,未来产生的所有加密货币都会被其垄断,加密货币的信任系统也将被瓦解。那么,量子计算真的能攻破区块链吗?"攻链"威胁从何而来"攻链"观点主要源于两点:一是量子计算会威胁比特币的安全协议;二是算力更大的量子计算机     

反铁磁链中的自旋奇偶效应

在大自旋和强各向异性极限下,研究了拓扑相因子对双轴各向异性量子反铁磁链中宏观量子相干的影响.结果表明:有限温度下,在有限长度的量子反铁磁自旋链中,由于拓扑相因子的存在,简并Neel真空态之间隧穿幅的性质将取决于自旋是整数还是半整数.     

光纤耦合的腔量子电动力学系统中的分布式量子信息（英文）

光纤耦合的腔量子电动力学系统是一个完美的理论模型,可以实现决定性的量子信息过程.该文综述了最近在光纤耦合的腔量子电动力学系统中实现分布式量子信息处理的工作.讨论了如何在该系统中实现量子态传输、纠缠分配和量子逻辑门,并概述了多种不同的方案,如共振耦合、绝热操控、虚激发过程.最后,讨论了这个方向上的实验进展.     

量子统计力学演化算法

将进化理论和量子统计力学理论相结合, 提出一种新的量子统计力学演化算法. 将整个遗传系统作为一个量子统计系统, 并借鉴量子信息论中量子比特的叠加性, 采用量子编码表征染色体, 使系统中的量子能够表示多种线性叠加状态. 算法类比量子统计力学中的相关概念, 定义了量子系统的能量和熵, 并利用量子系统中能量和熵竞争的模式系统地协调进化理论中选择压力和种群多样性间的冲突, 使算法在提高选择压力和维持种群多样性之间保持了适当的平衡, 可以快速的收敛到全局最优解. 实验结果表明, 该算法有较高的执行效率和求解能力.