测量诱发的关联分布

量子测量诱发量子系统的扰动使得它与辅助系统以及测量装置之间的关联发生了变化．本文使用熵交换与量子失协,在间接测量模型中,讨论测量诱发的关联分布,并得到全关联和量子关联的平衡关系．最后讨论局部操作导致量子失协的变化与测量诱发的关联分布之间的关系．     

基于关联方向测量的量子关联

通过讨论量子失协的上界,给出可达熵量子关联态的一个必要条件．对于双量子比特系统,利用可获得经典关联的最佳测量定义了关联方向上最小的量子失协,分析得到该度量是量子失协很好的逼近结果．最后,讨论量子关联的动力学过程,发现量子关联在衰减的过程中出现了突然的改变,利用关联方向上最小的量子失协给出了该现象的合理解释．     

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.     

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.     

量子关联研究综述

由EPR佯谬,薛定谔“猫态”等超越直观的纯量子现象产生的量子纠缠理论从其概念提出以来一直被人们认为既是量子理论最为重要的概念之一,也是在量子通讯中实现“稠密编码”和“隐形传态”的关键。然而,最近研究结果显示,量子纠缠并不能够完全解释量子关联所有特性。人们发现,除了纠缠以外,还存在对量子信息和量子计算具有极其重要意义的其它非经典关联,如量子失协是一个纯量子比特确定性量子计算机具有计算效率的原因。这说明,量子失协完全可以成为量子计算新的一种资源。文章介绍了非经典关联（包括量子纠缠）的基本概念及其度量方法,对量子失协在各类模型中表现出的量子关联特性进行分析和与量子纠缠,经典关联比较,从而体现出在各类量子体系中对量子失协进行研究的意义,同时引导理论和实验研究者去研究量子失协的潜在研究价值。     

中心对称量子态的量子失协

讨论了一类中心对称密度矩阵的量子失协,即满足在局域Hadamard门之下变换为X态的中心对称密度矩阵:HHρcHH=ρx,这里为Hadamard门变换。进一步得到了任意两量子比特中心对称态的量子失协的解析公式。并讨论了中心对称态的量子失协在几种重要物理系统中的计算和应用。     

Schwarzschild时空中的几何量子失协

本文研究了在施瓦西黑洞背景下狄拉克粒子的几何量子失协随着霍金效应的变化规律。在霍金温度趋于0时,所获得的几何量子关联与最初态相近。然后随着T的增加,所获得的几何量子关联会单调减小。这是因为霍金效应所产生的场热的作用,而且还发现当r偏大时,因为泡利不相容原理和费米-狄拉克统计规律共同作用使得狄拉克系统不能被完全激发,T即使趋向于无穷大,物理上可获得的几何量子关联无法完全消失,这个现象与在标量场中是完全不同的。此外,我们对所有的两体几何量子关联进行了研究。结果表明,当霍金温度趋向于0时,粒子A的B1几何量子关联最大,粒子BⅠ和BⅡ粒子之间的几何量子关联几乎一样,且都随着霍金温度的增大而单调增大。     

多模光场与二能级原子N_j度简并N~∑光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响.数值计算结果表明:初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响.根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态.     

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.     

利用动力学去耦合脉冲增大和调节量子相干性和三体纠缠

本文研究了动力学去耦合脉冲对腔量子电动力学系统中量子相干性, 量子失谐和量子纠缠的影响, 发现动力学去耦合脉冲不仅能够增大系统中两原子之间的量子相干性, 同时也能增大它们之间非经典关联（量子失谐和量子纠缠）. 同时, 凭借迹距离的方法, 探讨了动力学去耦合脉冲增大两原子之间量子相干性的原因, 通过探究可以看出动力学去耦合脉冲能够控制和加速量子信息从其他子系统回流到两个原子中去, 并减少两原子子系统和其他子系统之间的量子信息流动, 从而增加两原子间的量子相干性和非经典关联. 最后, 利用保真度的方法研究了系统中三体纠缠出现的情况, 结果显示在不同的时间, 系统中会出现三体纠缠, 特别值得指出的是, 可以通过动力学去耦合脉冲来调节和增加系统中三体纠缠出现的时间.     

外加经典驱动场保护非马尔科夫信道量子失协的对策

讨论了外加经典驱动场对非马尔科夫信道量子失协动力学演化的影响。研究结果表明:尽管调控经典场的幅度、频率均能够对非马尔科夫信道量子失协起保护作用,但保护的效果有较大差别;能对系统量子失协保持起关键作用的是量子比特的有效频率与热库中心频率间的总失谐,调控经典驱动场的幅度是增大总失谐的最有效的途径。提升经典驱动场的幅度是实现量子失协保持最有效的方法。     

量子信息物理基础研究进展

量子力学与信息论的结合产生了量子信息科学,近来量子信息领域的发展又反过来促进了量子物理的发展.本文综述了近几年量子信息物理基础研的一些进展,包括：量子关联的概念与应用,缠辅助的熵的不确定关系和开放量子系统环境的控制及Non-Markovian性的定量研进展.     

多模光场与二能级原子Nj度简并N^∑光子共振相互作用系统中场量了熵与纠缠的演化

利用冯·纽曼量子约化熵理论研究了多模相干态光场与单个二能级原子简并多光子共振相互作用系统中场量子熵与纠缠的时间演化特性,得到了多模光场量子熵的解析表达式,并给出了三模场与原子相互作用时场量子熵的数值计算结果,详细讨论了此时初始平均光子数、原子分布角以及原子偶极相位角对场量子熵与纠缠的影响。数值计算结果表明：初始光场越强,场与原子之间的量子纠缠越弱,当光场足够强时,两子系统几乎始终处于退纠缠状态;场量子熵强烈地依赖于原子分布角,光场与原子总是处于纠缠态,并且在短时间的振荡之后几乎停留在最大纠缠态,而原子分布角越大,场量子熵演化到其最大值的时间越短;原子偶极相位角对场与原子之间的量子纠缠几乎没有影响。根据场量子熵的这些特性,可以制备纠缠态或纯态。     

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.     

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.     

量子三元Werner衍生态的几何失协

量子三元Werner衍生态是由量子三元Werner态经幺正算符作用而生成的态.采用文献(DAKIC B,VEDRAL V,BRUKNER C.Necessary and sufficient condition for nonzero quantum discord[J].Phys Rev Lett,2010,105:190502)定义的几何失协方法,研究量子三元Werner衍生态的量子关联(QC).研究发现:量子三元Werner衍生态GD的解析式显示了衍生态GD的对称性,量子三元Werner态的任何衍生态的GD值都不超过量子三元Werner态的GD值.     

乘积态的一类充分必要条件

探讨了两体量子系统量子互信息、几何量子失协和弱几何量子失协之间的关系,并给出了两体量子系统上一个量子态为乘积态的一类充分必要条件。     

双模最小关联混态的纠缠及其量子起伏

研究了最小关联态的纠缠度与相关参数之间的关系。分析了不同参数情况下最小关联态发生纠缠时相关参数的取值范围以及全量子起伏与相关参数的关系;另外进一步分析了最小关联态的Wehrl熵,同时对标准EPR型纠缠态为的纠缠度作了进一步的计算。     

基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议

提出了一种基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议.它建立在纠缠量子系统的内部关联的基础上,双方通过共享纠缠量子系统和做单粒子量子测量建立起共享的密钥.与传统的只能生成随机字符串作为密钥的量子密钥分配协议不同,利用该协议,双方可以以任意指定的字符串作为共享的密钥.量子力学的定律保证了该协议的无条件安全性.除了单粒子量子测量之外,不需要做任何复杂的量子操作,因此它更容易实现,健壮性更好.     

压缩相干态光场两耦合双原子系统的量子场熵

应用全量子理论,研究了单模压缩相干态光场和偶极与偶极力关联的两个等同的耦合双能级原子相互作用系统的量子场熵演化特性.通过数值计算,讨论了光场压缩因子、场与原子间耦合强度以及原子间耦合强度对量子场熵演化特性的影响.结果表明,光场的压缩因子影响量子场熵演化的振荡幅度;场与原子间耦合强度系数影响量子场熵演化的周期性;原子之间的耦合强度系数不仅影响量子场熵演化的振荡性,而且影响量子场熵演化的周期性.