单量子比特量子计算中的全局相位

简要地介绍量子计算中量子比特的纯态和混合态的量子描述,及其在Bloch球和庞加莱球上相应的表示.联系几何效应,从几何结构上对纯态的全局相位进行讨论,进而推广至混合态情形.     

量子系统中纯态和混合态量子芝诺效应研究

当不稳定量子系统被频繁地测量时,此系统的状态保持不变,量子芝诺效应就会发生.现实存在的量子系统由于与环境相耦合而不可避免地处于混合态.然而,人们对量子芝诺效应的研究基本上只针对纯态量子系统.故研究量子系统中混合态量子芝诺效应将更加具有实际意义.可以证明,量子系统中纯态和混合态均存在量子芝诺效应.     

量子纯态与混合态的几何代数分析

采用几何代数的方法对两能级量子系统的状态进行描述与特性分析,借助于量子系统的密度矩阵,对量子纯态和混合态的几何表示进行了详细的推导,对比Bloch矢量与几何代数的表示方法,给出2种表示法之间的对应关系。     

量子比特的密度矩阵表示

介绍了量子比特、密度矩阵和Bloch向量的概念,然后借助外积这一数学工具给出了单量子比特和混合态量子比特的密度矩阵表示及其相关性质,以矩阵及算子理论为基础,对纯态、混合态、缠绕态及叠加态的密度矩阵表示进行了分析,所得结果有助于加深理解量子理论。     

对称量子理论的计算

根据[WTHX]PT 对称量子系统中PT 内积和原内积之间的关系, 给出PT 对称量子理论中纯态的刻画以及PT 对称量子系统中混合态的一个刻画, 研究PT对称量子系统中态的演化, 并给出其为酉演化的充要条件.     

PT-对称量子理论的计算

根据PT-对称量子系统中PT-内积和原内积之间的关系,给出PT-对称量子理论中纯态的刻画以及PT-对称量子系统中混合态的一个刻画,研究PT-对称量子系统中态的演化,并给出其为酉演化的充要条件.     

两量子比特系统中几何相位与纠缠度的时间演化特性

通过研究具有DM(Dzyaloshinski-Moriya)各向异性自旋轨道相互作用的两自旋量子比特模型,分别从初态为纯态和混合态的角度分析了几何相位与纠缠度随时间演化特性之间的关联,并得到参数D的选取会影响到几何相位和纠缠度随时间的演化特性,D取值越大变化越缓慢.     

单量子系统中基于相干度量的态排序

在单量子系统中,利用相干度量的定义及其性质,基于不同相干度量分别研究纯态和混合态的态排序,并给出C_max,C_v-max与C_r,C_I,C_l1的态排序结果.结果表明：C_r,C_Ι,C_H对纯态提供相同的态排序,该态排序结果对混合态不成立;不同于纠缠度量,2个相干度量在纯态中的序关系对任意态未必有相同结果.     

二量子比特幺正算符对2秩混合态的纠缠能力

给出了二量子比特幺正算符对2秩混合态的以concurrence为度量的纠缠能力计算方法. 对2秩混合态的完美纠缠算符条件与纯态的相同, 其纠缠能力为混合参量v₁. 对于非完美纠缠算符情形, 给出了纠缠能力的上限和下限.     

高斯态的量子相干度量

文章研究了由Uhlmann保真度诱导的高斯态量子相干度量CBu,通过sub-保真度,super-保真度以及Uhlmann保真度之间的关系,给出了单模与双模高斯纯态CBu的计算公式,并得到了单模与双模高斯混合态CBu的一个上下界。     

量子相干性解除及其熵增效应的环境动力学模型

提出五个环境作用导致量子系统相干性解除及其熵增效应的量子动力学模型。这个模型具有一定的普适性，它表明，当系统耦合于适当的环境，Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程支配的动力学演化在宏观极限下将自动实现量子相干性解除和系统熵的增加。伴随着熵由零增加到最大，量子系统将由完全相干的纯态，经历相干性部分解除的中间混合态，最后变为相干性解除的最大混合态。     

自旋为1的系统的量子非经典性度量

相干态最初在1960年由Klauder和Sudarshan提出.基于此,许多经典性和非经典性的度量被提出. 1971年Radcliffe提出了原子相干态,但基于原子相干态的非经典性度量研究仍然较少.本文利用原子自旋相干态的特征提出一种度量非经典性的方法,并讨论了这种度量的若干性质,例如转动算符作用下的不变性和纯态的非经典性.我们给出了一些计算例子,例如猫态、NOON态和混合态.这种度量只在自旋为1的系统上讨论.这些结果对探索量子非经典性的度量和量子资源理论有一定的意义,也对实验室利用非经典性度量起到积极作用.     

利用Peres判据测量混合态量子系统的纠缠

量子纠缠是量子信息和量子计算的关键资源,研究初态为混合态的电荷量子比特与单模量子化光场之间的纠缠,根据Peres的可分离态的密度矩阵部分转置正定(PPT)判据,测量系统的纠缠并观察初态的混合度λ和失谐量Δ对系统纠缠随时间演化的影响.     

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.     

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.     

二量子比特混合态隐形传输保真度研究

针对二量子比特混合态系统,利用描述态的密度矩阵研究了CHSH违反、混合度与隐形传输保真度的关系。通过共生纠缠度确定了隐形传输保真度的上、下限。结果表明,二量子比特混合态在CHSH违反最大位置或混合度最小位置获得最大隐形传输保真度,并可以通过增加共生纠缠度来提高隐形传输保真度。     

量子导引在结构化环境中退相干演化

以腔量子动力学系统为研究对象,讨论量子关联态的可导引性在结构化光场环境中演化规律.系统与各自环境的相互作用导致了量子退相干,其过程可以通过量子噪声信道描述.从数学几何角度,我们通过量子导引椭体球的动态形变和体积变化,研究两体量子纠缠态中量子可导引性的动力学过程,分析了量子退相干对量子导引非对称性的影响.我们发现,随着量子关联态的演化,系统和各自环境的耦合会大大改变量子导引椭体球的形态,压缩其体积,从而降低量子导引.与单个系统经历量子噪声信道相比,在2个系统同时经历噪声信道的情形中,量子导引椭体球的形变更加剧烈.另一方面,当系统与环境发生强耦合时,与相同时间段内的弱耦合情况相比,量子导引的衰减被加速.     

基于腔场中氮空穴色心的几何量子计算（英文）

利用纯几何操作,提出腔场中的氮空穴色心作为量子比特实现几何量子计算的方案.在暗态子空间中,选取合适的闭合演化回路,可以构造出单比特和双比特控制相位门.因此,该文提出了一种很有前景的实现容错量子计算的方案.     

多量子比特纯态纠缠刻画研究的一些进展

对多量子比特纯态纠缠刻画研究的一些进展作了介绍．首先介绍了三量子比特纯态情形对称正则形式的特点和LU多项式不变量与随机LOCC分类的关系．随后对多量子比特纯态的分类和纠缠的度量作了一些讨论，并指出紧致相对熵纠缠度不具有LU不变性以及Wei的几何纠缠度的不足．