长程相互作用XY自旋系统中纠缠波包的动力学产生

研究了在具有1/r²衰减长程相互作用的XY自旋系统中产生两个遥远自旋纠缠的动力学机制. 由于在这种模型中, 自旋波磁子可以具有线性的色散关系ε(k)~|k|, 在动力学演化的过程中, 一个局域的自旋态可以被劈裂成两个纠缠的局域波包, 并且这两个波包在运动的过程中各自保持他们的形状不变. 值得注意的是, 在经过一个较短的周期τ = Nπ/J的演化之后, 当这两个波包在圆环直径的另一端相遇的时候, 初始时刻局域的自旋态可以完全回复. 另外, 对总格点数多达上千的环状系统进行了数值模拟, 验证了耦合强度的截断近似对精确解析结果的影响. 数值结果表明, 与自旋系统的尺度相比, 即使自旋耦合区域已经被截断到一个很小的范围内, 上述结论仍然成立.     

MG模型中纠缠态演化的研究

纠缠态是量子通信和量子计算的重要资源。讨论了量子纠缠态在Majumdar-Ghost自旋系统中的演化,纠缠态通过concurrence度量。数值计算结果表明纠缠度与系统耦合系数和演化时间相关。通过选择合适的系统演化时间、耦合系数,在自旋MG系统中可以实现高品质的量子纠缠态制备。     

量子态的非局域关联性

在普遍的两个自旋1/2粒子量子态下证明了局域实在论与量子力学是不相容的,推广了Hardy在两个粒子非最大纠缠态下关于Bell 定理的证明.通过纠缠态下广义量子不可克隆定理中的正交条件的转移证明了量子力学非局域关联性.     

双模减单光子压缩真空态的量子退相干和非局域性动力学

本文研究了双模减单光子压缩真空态的量子退相干和非局域性动力学．数值计算了相对熵纠缠度和计算分析了线性熵纠缠度．并进一步计算了基于膺自旋算符的Bell不等式，发现Bell不等式总是违背的．因此，可以确定退相干只能减少双模减单光子压缩真空态的纠缠量，不能完全消除纠缠．     

两纠缠原子与光场Raman相互作用过程中光场的压缩特性

研究了两纠缠原子与相干态光场Raman相互作用过程中光场的压缩特性及两原子初始纠缠度和系统耦合常数对光场压缩的影响.数值计算表明:光场较弱时,系统光场的涨落可以被压缩,且随着初始两原子纠缠度的增加,光场涨落的平均值下移,压缩深度增加,压缩时间延长,在初始时刻两原子处于最大纠缠态时,系统光场压缩效应最明显.     

在分子自旋量子系统中的可控多体纠缠态

在由N＋1个相互作用的反铁磁分子环构成的量子自旋系统中,可以调控1种多体纠缠态。N个周边分子环的电子自旋和1个中心分子环的电子存在相互交换,从而在分子间形成可调的相互作用。通过整个系统的有效自旋哈密顿量解析得出系统的量子动力学行为。研究发现在量子涨落的条件下,1种高精度的形纠缠态可以被制备出来。通过控制分子间的相互作用,这种多体纠缠态也可以从一些分子环传输到其他分子环上。     

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.     

2个三能级原子的非平衡热纠缠

针对高维量子系统的量子关联演化问题,利用纠缠度量negativity对与热库相互作用的一维光晶格中qutrit-qutrit系统的非平衡热纠缠进行研究.采用数值模拟的方法求解qutrit-qutrit系统随时间演化的密度矩阵,计算出qutrit-qutrit系统在不同温度玻色库耦合下的纠缠值,并对温度差ΔT、平均温度T_M、系统初态、非线性耦合系数K和磁场B等参数对纠缠的影响进行分析.结果表明:量子纠缠在随时间演化的过程中会随着ΔT、T_M和B的增大而减小,甚至出现纠缠猝死,但随着K绝对值的增大,纠缠稳定增加.初态的选择会影响纠缠的变化,但不同初态的稳定纠缠值相同.     

两粒子非最大纠缠态的量子非局域性

利用Bell—CHSH(Clauser—Horne—Shimony—Holt)不等式研究两个自旋为1／2的原子所构成的量子态的量子非局域性，计算表明两个自旋为1／2的原子所构成的非最大纠缠态，它的量子非局域性与量子态之间的纠缠度和极角有关；而所构成的最大纠缠态的非局域性只与极角有关。     

XXZ自旋信道中的纠缠演化

本文系统地研究了XXZ型自旋信道的纠缠演化,发现对于某些初态,纠缠在演化的过程中会出现突然死亡的现象;进一步研究了自旋信道的长度和各向异性对纠缠演化的影响,发现自旋个数的增加会使退相干得到加强,并且使得纠缠死亡的时间延长,而各向异性参数对纠缠演化也有很大影响,死亡时间会随参数增大而缩短,而纠缠的回复则会变弱.     

Kerr介质中双模纠缠相干光场与Bell态原子相互作用系统的原子布居数演化

运用全量子理论和数值计算方法, 研究Kerr介质腔中处于Bell态的两个全同二能级纠缠原子与双模纠缠相干光场相互作用系统的原子布居数演化特性. 讨论了双原子体系的初态、 初始光场的平均光子数、 双模纠缠相干光场的纠缠程度及Kerr介质与双模光场的耦合强度对原子布居时间演化特性的影响. 结果表明, 当双原子体系的初态为|β₁₁〉时, 原子布居均不随时间变化; 当双原子体系的初态为|β₀₀〉,|β₀₁〉或|β₁₀〉且初始平均光子数达到一定值时, 演化特性呈现周期性的崩塌-回复效应, 并随初始光子数的增加, 其演化曲线的振荡频率增大, 振幅减小; 双模纠缠相干光场的纠缠程度不影响Rabi振荡频率, 但对振幅影响显著; Kerr介质与光场耦合系数达到一定值时, 对Rabi振荡频率和幅度及原子布居的崩塌-回复周期产生强烈影响.      

理想多自由度无相互作用费米气体系统的量子纠缠

对理想的具有自旋1/2和赝旋1/2两自由度费米气体系统的两体纠缠进行研究.结果表明:态空间的扩大,导致系统不超过4个费米子间的两体纠缠表现出类似于自旋1/2自由度的费米气体系统中两费米子间的纠缠分布,而完全不同于其对应的多个费米子间的约化两体纠缠分布;系统两费米子间纠缠存在的相对距离比单个自旋1/2自由度系统时增加了约1.7倍,并且由于两费米子间任一自由度的子纠缠始终为零,因此其中一个自由度的两费米子的子纠缠或量子关联来自于系统的相互作用.     

二维双色型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的局域化

利用含时变分法研究了二维双色型光晶格中玻色爱因斯坦凝聚中稳定局域态的性质.根据含时变分法利用高斯型试探波函数和Euler-Lagrange方程给出了高斯型局域态的波包宽度随时间变化的二阶微分方程,确定稳定了局域态的波包宽度.利用数值计算方法直接求解了Gross-Pitaevskii方程,给出了稳定局域态的空间分布.结果表明,在原子之间存在非线性排斥和吸引作用,或者非线性相互作用为零时,在二维玻色-爱因斯坦凝聚中均可以形成稳定的局域态.     

基于单边微腔量子点耦合系统的极化纠缠浓缩

量子纠缠是实现量子信息处理任务的重要资源,一些在经典领域中无法实现的任务,可以借助量子纠缠来完成.然而,纠缠态在噪声的作用下会发生退相干,进而变成非最大纠缠态或混态,不再能完成预定任务.纠缠浓缩是从非最大纠缠态中提取最大纠缠态的过程.我们提出两个非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案,一个是未知系数非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案,另一个是已知系数非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案.方案中利用量子点微腔耦合系统来实现光子与光子之间的非线性相互作用,进而可以通过分级浓缩的方法提高浓缩方案的成功概率.两个方案都可以推广为多光子非最大纠缠GHZ态的纠缠浓缩.     

双模压缩库场驱动下两个二能级原子的纠缠性质

研究了分别含有一个原子的两个非局域的压缩库间初始通过纠缠光关联起来的体系的纠缠演化性质,讨论了该性质与原子初态等因素的关系和规律.结果表明:两个分离的一般压缩库间,两个原子间的纠缠度会随时间的演化出现纠缠死亡和恢复的现象.纠缠随时间的演化最终都会趋于一个稳定的值,而且是同一个值,同样与原子初态无关.     

二粒子体系自旋最大纠缠态的类型分析

针对曾谨言等[1]由二体算符ó1αó2β构成自旋力学量完全集的3种基本形式,文章由局域酉变换不变量出发,给出自旋1/2的二粒子体系纯态纠缠态的分类,结果表明有四种基本形式,进一步发现由同一纠缠形式叠加态的纠缠度不变.     

物理计算的保真与代数动力学算法--Ⅰ.动力学系统的代数动力学解法与代数动力学算法

用常微分方程描述的动力学系统的演化方程的数值求解及其保真问题.首先引进时间平移算子,把经典动力学系统的常微分方程的初值问题提升为偏微方程的初值问题,纳入量子物理的代数动力学框架;将动力学系统的时间演化的局域微分规律和整体积分规律,用李代数和李群的语言具体表示出来;用代数动力学方法求得了用Taylor级数表示的局域收敛的常微分方程的偏微分形式的精确解和Taylor级数系数函数的解析表达式.在Taylor级数表示的局域精确解的有限项截断近似下,建立起一种基于时间平移偏微分算子的常微分方程的数值求解方法-代数动力学算法.从代数动力学算法的观点考察了辛几何算法和Runge-Kutta算法的保真问题.     

不对称外磁场下XXZ型相互作用的两量子比特系统的纠缠

【目的】研究不对称旋转外磁场下两个相互作用的量子比特系统的量子纠缠。【方法】利用数值模拟,得到不对称旋转外磁场下两个相互作用的量子比特系统的4个本征态。为了刻画系统的纠缠,计算了各个本征态的concurrence。【结果】外加旋转磁场的极角以及相互作用的各向异性参数都会对4个本征态的纠缠产生影响。当各向异性参数Δ 由0开始增大时,系统的哈密顿量由一种极限下含外场的XX模型经过Δ=1时的海森堡模型逐渐演化为另外一种极限下的Ising模型。【结论】相互作用和外部磁场之间的竞争决定了系统纠缠的演化。通过对系统纠缠的研究,可以对系统在参数的不同区间范围内模型的转化以及本征态的性质有更进一步的认识。
     

在Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合相互作用下二端双通道中的局域自旋极化研究

研究二端双通道结构中同时存在Rashba和Dresselhaus两种自旋轨道耦合相互作用情况下的电子局域自旋极化.本结构中所产生的局域自旋极化是由量子干涉效应和自旋轨道耦合共同导致的,因此可以通过调节结构参数和门电压的大小来改变局域自旋极化的大小.在适当选取某些参数的情况下.局域自旋极化可以达到0.33,可以用于自旋过滤器和信息储存器件.     

单声子模自旋－玻色子模型的定态演化

采用MATLAB数值计算的方法观察单声子模自旋玻色子模型的定态演化.研究了0＜λ/ω≤2,△/ω=0.1的情况下出现的几种演化模式.表明耦合强度对模型能态演化具有很大的影响:在一定耦合强度区间内,会出现一定的演化规律.特别是当参数λ/ω＞0.5时开始出现双周期的现象.进一步观察了两能级正(负)势阱中各个能态在时间区间[0,30]内的平均隧穿几率(平均跃迁几率)随耦合强度的变化情况,并给出了几种演化模式的转变点.