耦合量子比特退纠缠的研究

在马尔科夫环境下,利用共生纠缠度,研究了耗散环境中耦合量子比特纠缠态及纠缠突然死亡的性质。研究结果表明：(1）纠缠动力学演化与系统的温度、初始纠缠度及初始量子态密切相关;（2）在一般情形下,由于环境的影响,纠缠突然死亡总会发生;通过数值模拟,发现存在一个特定的区域,在这区域内系统的纠缠度衰减的很慢。在零温度近似下,给出了具体的纠缠突然死亡条件和计算纠缠突然死亡时间的表达式。     

在外场作用下三量子比特量子纠缠演化特性的研究

采用相干态正交化展开方法,对三量子比特的纠缠度影响因素进行了分析研究,并运用数值计算,结合解析解,在光场初态为真空态的相互作用过程中,对三量子比特的纠缠情况进行了研究.分析了三个全同的量子比特纠缠度随光场频率的变化规律以及光场量子比特耦合强度对三量子比特纠缠度的影响.研究结果表明,三量子比特的本征能量和共生纠缠度随光场频率、时间got的演化与耦合强度有关,而三量子比特的本征能量和共生纠缠度随时间gt的演化与耦合强度无关.     

纠缠原子对Tavis-Cummings模型中三体纠缠态纠缠量的影响

研究了一对纠缠的全同二能级原子在初始纠缠度不同时，与单模真空场相互作用的三体量子纠缠。结果表明：初始时刻两原子间纠缠度越大，体系的三体纠缠量震荡越激烈，达到最大纠缠量次数越多；并且随原子间耦合量大于原子与场的耦合量，三体纠缠量将会减小。     

利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输

在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应,实现量子信息传输的一个有效方案。本文指出：将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机的结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系。     

耦合量子比特在最大纠缠混合态下几何量子失协鲁棒性的研究

几何测量量子失协是量子关联的一种表达形式。本文结合利用量子纠缠和几何量子失协,对非马尔科夫过程中的耦合量子比特系统的量子关联动力学特性进行了比较研究。运用解析和数值模拟的方法,研究结果表明,在一定的初始态下,由于环境耗散作用的存在,量子纠缠和几何量子失协都随时间做递减的动力学演化,但几何量子失协比量子纠缠的递减要慢一些。表明几何量子失协的生存时间长于量子纠缠,更能抵抗环境的耗散作用、健壮性更好。因此,量子关联也是实现量子信息处理的有用资源。     

利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输

在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应、实现量子信息传输的一个有效方案。将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系、     

利用纠缠催化作用辅助恢复纠缠态转化中丢失的量子纠缠

利用局域操作的方法可以把一个初始纠缠态转化为一个目标纠缠态,在这个过程中会损失一定量的量子纠缠。文献[10]证明可以用一个附加纠缠态部分地恢复丢失的量子纠缠,但附加纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度.本文证明当不满足这一条件时,可以用纠缠催化作用辅助恢复丢失的量子纠缠.我们发现催化剂纠缠态的纠缠度必须大于目标纠缠态的纠缠度。     

Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠的精确解北大核心CSCD

在非旋波近似下,对Tavis-Cummings模型的能谱和量子纠缠进行了精确求解;将该非旋波近似下的能谱精确解与旋波近似下的结果进行了比较。讨论了初始时刻原子状态参数θ,以及光场与原子间的耦合强度对量子纠缠的影响。结果表明,当耦合强度较小时,旋波近似下的能谱与精确解相符;当耦合强度较大时,二者存在明显差异。随着θ的增大,纠缠度逐渐增加;随着耦合强度的增大,两原子间出现纠缠突然死亡的现象,且首次出现纠缠突然死亡的时间变短,纠缠死亡持续时间逐渐增加。     

磁场作用下XXZ模型的热力学纠缠

研究了一维带有外磁场的2量子比特XXZ模型的纠缠,得出它的纠缠度热力学解析表达式.通过计算表明,纠缠度在一定温度下随磁场各向异性参数的变化而展现的不同行为,发现系统纠缠对外磁场各项异性参数的变化非常敏感.当各向异性参数(△)固定时,纠缠关于磁场是对称分布;当各向异性参数(△)变大,纠缠很快地趋于零.此外,温度的变化对纠缠也有一定的影响.温度升高,系统纠缠的峰值不断减少,系统纠缠将完全消失.     

包含自旋1/2和自旋S的系统中的热纠缠(英文)

研究了一个处在均匀外磁场中的包含四个量子比特的各向同性海森堡XY模型中,两个间隔的量子比特之间的量子热纠缠,并用并发度来量度.这个模型包含两种量子比特:自旋为1/2的量子比特和自旋为S的量子比特.结果表明,外磁场可以引起两个间隔的量子比特之间的量子热纠缠.热纠缠的幅度与自旋S,温度T以及均匀外磁场B有关.因此,可以通过调节B的取值来控制热纠缠.当S足够大时,阈值温度也可能很高.这个特性可以被用于研究凝聚态系统的热纠缠,并且在固体系统进行量子信息研究中也将发挥很大的作用.     

电容耦合电荷量子比特的调控及纠缠特性

摘 要：借助于狄拉克的正则量子化原理,对电容耦合的双约瑟夫森结电荷量子比特体系实施量子化。考虑到平行于约瑟夫森结面的磁场对结电流的影响,提出了一种新的电荷量子比特的调控方法,并且讨论了外加磁场作用下体系量子态时间演化的拉比振荡现象及纠缠特性。结果表明,利用该体系可以制备纠缠态,改变外加磁通Φ1和Φ2的大小能够实现对电荷量子比特及其纠缠态的有效调控。     

Optimal Superdense Coding of Entangled States

In this paper, we present a one-shot method for preparing pure entangled states between a sender and a receiver at a minimal cost of entanglement and quantum communication. In the case of preparing unentangled states, an earlier paper showed that a 2l-qubit quantum state could be communicated to a receiver by physically transmitting only l+o(l) qubits in addition to consuming l ebits of entanglement and some shared randomness. When the states to be prepared are entangled, we find that there is a reduction in the number of qubits that need to be transmitted, interpolating between no communication at all for maximally entangled states and the earlier two-for-one result of the unentangled case, all without the use of any shared randomness. We also present two applications of our result: a direct proof of the achievability of the optimal superdense coding protocol for entangled states produced by a memoryless source, and a demonstration that the quantum identification capacity of an ebit is two qubits     

超欧姆型热库环境下互感效应对磁通量子比特退相干的影响

在二能级近似下运用Bloch-Redfield方程,研究了超导量子电路中的磁通量子比特退相干在超欧姆热库环境下受互感效应的影响。研究结果表明：（1）在超欧姆热库环境下,提高环境指标系数有利于延长超导磁通量子比特的退相干时间;（2）构建超欧姆型热库环境可以改进固态量子比特的退相干;（3）电感元件间的互感耦合对量子电路系统退相干的影响是比较复杂的,调控好电感元件间的互感耦合有利于提高退相干时间。     

纠缠双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠

利用全量子理论,研究了双原子与压缩相干态光场相互作用系统的量子纠缠特性,分别讨论了相干态振幅参量、光场压缩参量和耦合系数比值对系统场熵和原子相对熵演化的影响.结果表明： 当相干态振幅参量为零或很小时,两原子间纠缠度随时间演化规律和场-原子纠缠度随时间演化规律几乎相反,场-原子间的纠缠削弱了两原子间的纠缠.随着相干态振幅参量增大或光场压缩参量减小,在一定时域内,两原子处于稳定的纠缠态,并且这个时域逐渐变长,同时原子-原子平均纠缠度值增大,而场-原子平均纠缠度值减小.耦合系数比值（原子之间偶极-偶极相互作用）的增大会减弱原子与场之间的作用,使两原子始终处于最大纠缠态.     

高Q腔中Stark效应对两原子纠缠的影响

利用共生纠缠度标准,研究了存在Stark效应的情况下,两个纠缠二能级原子与相干光场相互作用的纠缠动力学.分析了Stark效应耦合系数对系统纠缠动力学的影响.结果表明: Stark效应的耦合系数对两原子间纠缠度的时间演化特性有着很大影响.当Stark效应耦合系数很小时,两个原子间纠缠度的时间演化特性呈现周期性纠缠和退纠缠现象;当Stark效应耦合系数很大时,原子间退纠缠现象消失,即原子始终保持在纠缠状态.     

两个失谐腔中两个原子的纠缠突然死亡

在两个腔都失谐的情况下,两个原子分别与两个光场耦合的模型中,研究了初始纠缠的两个原子出现了纠缠突然死亡现象的问题.从结果可以看出:两个原子的纠缠在任何情况下都呈现明显的周期性现象;两个原子的纠缠突然死亡不仅与两个腔的失谐量大小有关系,而且还与两个原子的初始纠缠度大小有关系,同时探讨了原子和场的两个耦合系数的比值大小对两个原子的纠缠突然死亡的影响.     

外磁场下两量子比特海森堡XXZ模型中量子关联和热纠缠的研究

通过在两量子位上分别施加独立可控的外磁场( )和( ），以及改变耦合参数 、磁场强度 、磁场不均匀度 和系统的温度 ，探讨了两量子比特XXZ模型中量子关联的变化行为，并在相同参数下与热纠缠做了比较。结果表明：量子关联存在的参数范围比热纠缠更广；而且在一定的参数范围内，量子关联和热纠缠的变化展示出不同的行为。     

一种新的关于两电子纠缠的判据

在海森堡绘景下研究外磁场作用下自旋为1/2的耦合二粒子系统纠缠态问题.用数字方法求解该系统极化矢量随时间变化的微分方程组,得到极化矢量随时间的变化规律.计算结果表明,在合适的外磁场条件下,耦合二粒子可以由自旋平行、总的极化矢量z分量为-2的非纠缠态变为纠缠态;得到由非纠缠态变为纠缠态的最佳外磁场条件;提出根据电子的极化矢量随时间的变化来判断耦合二粒子系统是否达到纠缠态的新方法.本方法不需要采用绝热近似,也适用于更复杂的情况,如存在弛豫的体系.