量子纠缠态

量子纠缠态是量子力学的精髓,纠缠态在量子计算和量子通讯中起着重要作用．本文系统的介绍了量子纠缠态,从他的起源、定义、常见纠缠态及纠缠度进行了说明。     

四体Bell态中分布式纠缠性质证明

讨论了三体量子系统中的经典分布式纠缠关系c2AB＋c2AC≤C2A（BC）,并将其推广至四体形式后在最常用四体量子特殊态-Bell态中的存在性问题,对此进行了严格证明．在四体Bell态下,这一经典规律C2AB＋C2ACC‰≤C2A（BCD）,的顺延势必为其在一般四体量子态中的应用产生有力的铺垫,并且也一定程度上为针对纠缠度concurrence本身的进一步研究提供有利依据．     

四粒子纠缠态的制作及应用

提出了用三粒子纠缠态通过极化光束分离器（PBS）来制作四粒子纠缠态的方法。用四粒子纠缠态可以传送未知二粒子态。与三粒子纠缠态相比,四粒子纠缠态具有更广泛的用途。     

Bell态的局域复制

Bell态是量子信息的关键要素,其量子复制与许多重要的信息处理任务密切相关。本文提出一种简单的利用局域操作、经典通讯并引入辅助纠缠实现Bell态复制的方案,我们仅使用了受控非门（CONT）、分束器（BS）、偏振分束器（PBS）和粒子探测器。首先对未知Bell态和辅助Bell态同时进行CONT操作,接着对CONT门某一输出端口粒子进行PBS操作并用粒子探测器测量PBS一输出端口粒子的数目,同时对CONT门另一输出端口进行第二次CONT门操作,如果探测器测量结果为偶数,未知Bell态直接实现了局域复制;若探测器结果为奇数,需要进行第三次CONT门操作来完成态的局域复制。整个方案最多经过三次CONT门操作,就可以完成任意Bell态的复制。本文的方案对Bell态的测量和分析有一定的帮助。     

利用四粒子纠缠态对未知的两粒子态的概率的隐形传态

提出一个对两粒子态的概率的隐形传态方案,利用四粒子纠缠态作为量子信道,可以以最大为1/3的概率实现对未知量子态的隐形传输.     

多体纠缠纯态纠缠度描述的比较

提出了一种简捷直观的多体纠缠纯态纠缠度计算公式并与平均熵的计算结果进行了全面比较．分析表明,多体纠缠纯态的纠缠度也可用笔者所提出的新公式来描述．     

纠缠态原子与双模压缩态光场相互作用中的纠缠特性

对于处于纠缠态的2个原子与双模压缩光场的相互作用,研究了原子与光场之间以及双模光场中2模之间的纠缠性质.令2个原子中的一个留在腔外,另一个进入腔中与光场发生相互作用,发现一般情况下纠缠度随时间周期性地变化,并且周期不受腔外原子的旋转角度以及纠缠态中相位差的影响;但当光场态中的压缩参量与腔外原子的旋转角度满足一定关系时,原子与光场会一直处于解纠缠状态.     

关于在CPT对称引用新的对称变换H

粒子在CPT变换下不守恒的表现,我们引入一个H变换后能使粒子有CPTH变换下的守恒性。     

在单模真空场中利用纠缠GHZ态制备纠缠W态

提出在单模真空场中利用纠缠GHZ态制备纠缠W态方案.3个原子(1,2,3)之间初始为纠缠GHZ态,原子1远离单模真空场,而原子2和原子3进入单模真空场与场相互作用.在原子间耦合量适当时,通过控制单模真空场与原子2和原子3的相互作用时间,对原子1的状态进行测量,制备出理想纠缠W态.     

多体纠缠纯态纠缠的熵积度量

提出使用多体纠缠体系中的子体系的熵的乘积作为多体纠缠体系的纠缠度量. 通过对三体纯态系统的细致分析并与“平均熵”纠缠度定义做了比较, 结果说明熵积纠缠度可以同样反映多体纠缠的纠缠大小, 并在零熵积附近对体系的描述有所改进.     

利用二粒子非最大纠缠态的概率密集编码方案

提出了当量子通道为非最大纠缠态时的概率密集编码方案,通过引入辅助粒子和进行联合么正变换,量子密集编码以一定概率实现。     

Bell态原子与大失谐腔相互作用的辐射谱

用时问演化算符的方法,研究了两个全同的二能级Bell态原子与腔场大失谐作用时的辐射谱.消相干Bell态原子不产生辐射,其他三个Bell态原子辐射谱频谱结构相同,并且在Fock态光场作用下,辐射谱都呈现单峰结构,而在相干光场和热光场作用下,辐射谱呈现出强度分布不同的多峰结构.     

基于Bell态的高效量子秘密共享

为提高协议在实验中的可操作性,提出了一个利用二粒子最大纠缠Bell态的量子秘密共享协议,其中发送方利用随机插入的正交单量子位,不仅可以有效地检测窃听行为,而且可以减少用于检测安全性的纠缠粒子,进而提高了纠缠粒子的利用率及产生密钥的效率;而接收方Bob和Charlie必须执行联合测量才能获得密钥,单独一方无法获得秘密信息.     

两粒子纠缠态的非局域性

在两个自旋1／2粒子形成纠缠态的条件下，不用不等式证明了量子力学具Einstein,Poldolsky和Rosen的局域实在论所地说明的非局域关联性，从而证明了局域实在论不能重现量子力学的独特的非经典特性。     

基于4粒子纠缠态的未知3粒子态概率量子隐形传态

使用4粒子纠缠态作为量子信道,在对4粒子纠缠态的纠缠系数方面并没有做确切要求的前提下,完成了未知3粒子纠缠态的隐形传态.在传输过程中,发送方对2对粒子进行Bell测量并公布结果,然后再对4粒子中的一个粒子作Hadamard操作之后,也对其进行测量,且将测量结果通过经典信道公布.接收方引进2个辅助粒子并实施一次控制非操作,再进行一组适当的幺正变换,便可实现未知3粒子纠缠态的概率量子隐形传态.     

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.      

Fock态腔场与Bell态原子相互作用过程中光场的量子特性

采用时间演化算符和数值计算方法,研究了Fock态腔场与2个全同二能级Bell态原子在偶极共振相互作用过程中光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性。结果表明:当2个原子初始处于不同的Bell态时,系统光场二阶相干和光场压缩的时间演化特性不同,根据这些特征,可以部分甄别双原子Bell态。     

运用简化的Bell基测量实现多粒子隐形传态

采用一种新的多粒子隐形传态方案。传态过程,利用与Rigolin方案中相似的量子通道,无需复杂的扩展Bell测量,而是使用了实验上容易实现的Bell测量作为手段。同时构建了一个共同的幺正矩阵来提取所有可能塌缩态的最小系数。整体成功传态的概率为|b1/2(2~(1/2))|2。     

两光子的自旋态与纠缠态

用量子理论方法给出两光子的自旋态, 即通过2个单光子自旋态的直积并叠加得到两光子的自旋本征态, 从而给出两光子的纠缠态, 所得结果与用经典极化矢量表示的两光子纠缠态不同, 该结果可应用于量子通讯和量子计算中.     

利用纠缠交换制备最大纠缠态

基于腔QED技术提出利用纠缠交换制备光子-光子和原子-光子最大纠缠态的简便方案.在制备光子-光子最大纠缠态方案中,腔只是被虚拟激发,原子和腔之间没有信息转换,大大降低了对腔品质的要求.在利用双光子共振相互作用制备原子-光子最大纠缠态方案中,只要对单原子的态进行测量,而不需要联合Bell基测量.