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。     

Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的纠缠特性

运用全量子理论和数值计算的方法,借助于Negativity研究了Bell态原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中两个全同二能级原子之间的纠缠演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对纠缠的影响.结果表明:原子初态处于|β11〉时,两原子始终处于最大纠缠态;原子初态处于|β00〉时,两原子始终较长时间处于退纠缠状态;原子处在|β10〉时,增大双模光场的平均光子数可以明显增大两原子之间的纠缠度并保持较大的纠缠状态;原子初态处在|β01〉时,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有较显著的非线性调制作用.     

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.     

基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案

为了提高确定性密钥分发效率,提出了基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发(Quantum deterministic key distribution,QDKD)方案,方案充分利用量子力学纠缠交换的原理,通信双方通过共享一对GHZ粒子态,在纠缠、测量操作后接收者Bob可根据发送者Alice发送的经典信息推断出确定密钥,该协议与其他基于GHZ纠缠态的QDKD方案不同之处在于,使用的两个GHZ粒子态制备操作且粒子分发操作由Bob完成,安全分析表明窃听者的窃听行为会被及时发现。所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,所剩的粒子全部用于信息传输,能够达到60%的密钥分发效率,且方案可操作性强.     

非马尔科夫环境下耦合超导量子比特纠缠态的纠缠消相干

利用共生纠缠度比较详细地研究了一个超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明：对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于零。进一步的研究结果还表明：在非马尔可夫过程中会很快地出现纠缠的突然死亡,耗散越强,纠缠的死亡越快;而在马尔可夫过程中则是缓慢地趋向纠缠的死亡。     

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。     

纠缠相干态的制备

提出了一个利用单一的二能级原子和处于相干态的腔模来制备Bell型和簇型纠缠相干态的方案。并对这两种纠缠相干态进行了讨论。让一个单一的二能级原子和两个Remsey zones以及两个处于相干态的腔模相互作用,并通过原子测量,就可以在分离的腔中实现Bell型纠缠相干态的制备。通过增加Remsey zones 和腔模就可以制备簇型纠缠相干态。原子和每个腔模的相互作用时间均为 ,其中 是原子和腔的有效耦合常数。最后讨论了方案的实验上的可行性。     

Landau-Zener模型中纠缠演化及转移的研究

研究了受外场驱动的两个二能级系统分别与两个单模量子化光场相互作用模型中纠缠演化及转移问题。该工作主要是对外场驱动的Landau-Zener模型进行了研究，采用旋转波近似的方法，通过数值计算详细分析了二能级系统初始状态、能级间的耦合常数以及驱动外场的参数对子系统间纠缠和转移特性的影响。结果表明，适当调节模型中的参数，可以使系统初始纠缠完全转移为光腔场间的纠缠，实现二能级系统与光场间的最大纠缠转移。     

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.     

外电场下氯甲烷的光谱和解离特性

为了研究外电场对氯甲烷分子光谱和解离特性的影响,采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）B3LYP方法在6-311++G（d,p）基组水平上研究了不同外电场（-0.03 a.u.~0.03 a.u.）对氯甲烷分子结构以及解离特性的影响,包括键长、分子能隙、红外光谱以及解离势能面等. 计算结果表明,随着Z方向（C-Cl连线方向）外电场从-0.03 a.u.逐渐增加到0.03 a.u., C-Cl键的键长逐渐增大而C-H键的键长几乎不变, 分子能隙EG先增大后减小,当外加电场等于0.01 a.u.时达到峰值. C-Cl 伸缩（stretching, STR） 振动的频率是逐渐减小的, 而红外光谱（infrared,IR）振动强度是逐渐增加的. 通过进一步计算研究发现, 随着外电场（0~0.03 a.u.）继续增强, CH3Cl分子的势能曲线逐渐降低, 解离能逐渐减小. 当外电场大约是0.04 a.u.时解离能最小,发生解离. 因此,可以通过改变外电场来控制CH3Cl分子的降解.     

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.     

纠缠交换的量子回路实现

自从量子纠缠态及隐性传态理论提出以来,量子纠缠技术和隐性传态技术得到了迅速发展.量子隐性传态在技术上保证了量子通信的绝对安全,量子隐性传态是基于量子纠缠交换提出的.文章阐述了量子隐形传态及量子纠缠交换的基本理论,给出了一种基于Bell态实现量子纠缠交换的量子回路,该回路结构简单,易于实现.     

混合态下运动原子与二项式光场相互作用的量子纠缠

利用负熵方法,研究了混合态下运动二能级原子与二项式光场相互作用多光子跃迁过程系统中的量子纠缠特性,讨论了原子初态、场模结构参数、光场最大光子数、二项式系数、跃迁光子数、失谐量等物理参量对系统纠缠度的影响。结果表明：考虑原子运动时,系统出现了规则的周期振荡,并且有退纠缠现象产生。随着场模结构参数的增大,振荡周期缩短,振幅减小。系统的纠缠值与原子初始混合程度有关,原子初态趋于纯态时系统纠缠度较高。随着二项式光场最大光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变小,系统规则振荡的周期不发生改变。二项式光场趋于中间态时纠缠值较小。随着跃迁光子数的增大,系统纠缠度的峰值逐渐变大,振荡周期缩短,并且振荡变得越来越快。考虑失谐时,系统出现了不规则的纠缠,系统纠缠度的最大值随着失谐量的增大而减小。     

V-型三能级原子与双模腔场模型中的量子纠缠交换方案

基于纠缠交换,提出了一种利用V-型三能级纠缠原子系统与纠缠双模腔场部分相互作用产生最大纠缠态的方案.在该方案中,只需测量单个原子态而无需联合测量,就能实现初始没有任何相互作用的原子与腔场间的纠缠.在原子与腔相互作用过程中,腔只被虚拟激发且腔和原子之间无能量交换,因此大大放宽了系统对腔品质的要求.结果 表明,当原子与腔场之间的相互作用时间为1.4675×10-5s时,可以得到保真度为92.8％的最大纠缠态.此外,还对该方案的可行性进行了讨论.     

外磁场作用下量子点热机

量子点热机是由两个温度和化学势都不同的热库与量子点构成的.基于随机主方程,我们推导出电子在两个热库之间传输的粒子流表达式,进一步计算出电子从两个热库中吸收的热量、热机的功率和效率.通过数值模拟可以画出功率与效率的性能特征曲线,分析了外磁场大小对热机性能的影响.最后,讨论了该热机在最大功率下的效率随两库温度比的关系,并与卡诺效率和CA效率比较.     

Thermoelectric Properties of Polycrystalline Thin Films Under an External Magnetic Field

A theoretical model is proposed to predict the Seebeck coefficient and the electrical conductivity for a polycrystalline thermoelectric (TE) thin film under an external magnetic field. The model considers the distribution of electrons in the microstructure of TE thin-film materials, taking the scattering effect of electrons at the grain boundary as the boundary condition for electron transport in the grain. The transmission coefficient is introduced to describe the probability of electrons passing through the grain boundary potential barrier, while the relationships between the Seebeck coefficient, the electrical conductivity, and the transmission coefficient are studied. Furthermore, the results from the calculations of the Seebeck coefficient, the electric conductivity, and the power factor of TE materials under various applied magnetic fields, transmission coefficients, and grain sizes indicate that the applied external magnetic field has a very significant influence on the TE properties of polycrystalline thin films.     

电场中束缚极化子

采用线性组合算符及幺正变换方法研究了电场对量子阱弱耦合束缚极化子的性质的影响.推导出量子阱中束缚极化子的基态能量和库仑束缚势、电场和阱宽的变化关系.数值计算结果表明,基态能量因电场和库仑束缚势的不同而不同,随电场和库仑束缚势的增大而增大,随阱宽的增大而迅速减小.     

电场中束缚极化子

采用线性组合算符及幺正变换方法研究了电场对量子阱弱耦合束缚极化子的性质的影响.推导出量子阱中束缚极化子的基态能量和库仑束缚势、电场和阱宽的变化关系.数值计算结果表明,基态能量因电场和库仑束缚势的不同而不同,随电场和库仑束缚势的增大而增大,随阱宽的增大而迅速减小.