相移控制下XX自旋链中的量子态传递

研究了由Aharonov-Casher相互作用产生的相移对XX自旋链中量子态传递的影响。对信道的纠缠度及传递量子态的保真度进行数值模拟后发现,控制相移的方法可以有效抵抗信道的消相干作用,显著提高自旋链中量子比特间的纠缠度及量子态的保真度。此外,量子态发送端与接收端之间相对位置的不同也会影响纠缠度和保真度的大小,在包含偶数个自旋格点的环形自旋链中,当发送端与接收端处在直径上相对的位置时,接收端的纠缠度和量子态传递的保真度可以达到最大值。     

内禀退相干条件下非线性相互作用对量子纠缠和保真度的影响

通过求解Milburn 方程,研究了包含非线性相互作用的Heisenberg自旋链模型中量子纠缠和平均保真度的动力学特性,讨论了非线性相互作用和不同的初始态对量子纠缠以及平均保真度退相干的影响。研究发现,系统处于铁磁或者反铁磁的不同会导致量子纠缠随非线性相互作用的变化有极大的差异,相互作用处于铁磁情形时的纠缠变化比反铁磁时的纠缠变化更明显。研究还发现, 不同的初始态对应不同的平均保真度表现,初始态的选择会影响到系统的量子通信特性。     

基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率

为了解决量子信令交换的最佳交换速率问题,提出了基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率算法。根据量子信令纠缠交换方案,分析了由量子混合态组成的信令保真度。针对单输入单输出系统（SISO）和多输入多输出系统（MIMO）,讨论了影响量子信令交换速率的各种因素,计算得出最佳交换速率。仿真结果表明,在保真度为97%时,最佳交换速率为100qubit/s,该指标完全能够满足量子通信对信令交换的要求,对于构建未来量子通信系统有着重要的技术支撑作用。     

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.     

弱磁场对N=3的自旋链上量子信息传输的影响

基于单比特量子信息在自旋链上的完美传输理论,研究了2种不随时变化的弱磁场对N=3的自旋链上单比特量子信息完美传输的影响。对包含磁场体系的哈密顿量进行对角化,并考虑演化算子的作用,结果表明：空间均匀且不随时变化的恒定弱磁场不会对信息传输的保真度产生影响;大小关于中心对称方向相反的弱磁场直接影响了实现量子信息完美传输的条件, 磁场越强实现完美传输的时间越短。     

非均匀海森堡XY周期性链的纠缠

研究了各向同性海森堡XY链在非均匀磁场中纠缠的含时演化以及热纠缠的问题。纠缠在量子信息领域是个十分重要的资源,关于纠缠的度量和含时演化的研究就非常必要。我们主要对共生纠缠度进行了理论计算,通过数值模拟进行了分析。如果外磁场很小,最近邻耦合系数很大,共生纠缠度就在0和1之间振荡。如果外磁场很大,最近邻耦合系数很小,共生纠缠度的最大值会变小,甚至会消失。同时,随着海森堡自旋链中自旋数目的增加,纠缠会减小。随着温度的升高,热纠缠会快速的下降。随着外磁场的增加,热纠缠也会下降。只有在系统的非均匀度增加的时候,热纠缠才会增加。     

在非均匀磁场中 Dzialoshinskii-Moriya相互作用对伊辛链热纠缠的影响

采用Negativity理论研究了具有Dzyaloshinskii -Moriya (DM)相互作用的伊辛模型在非均匀磁场中的纠缠特性。结果发现,DM相互作用的存在明显的增强两量子比特间的热纠缠并且能够把纠缠增加到一个最大值0.5;而外磁场具有减小热纠缠的作用。温度的高低也直接影响热纠缠。另外,讨论了磁场的非均匀性对伊辛链热纠缠的影响,在一定程度上,非均匀磁场对热纠缠的影响类似于匀强磁场。研究表明：可以通过调节DM相互作用强度、外磁场大小和温度高低来控制热纠缠。     

不同方向非均匀磁场对Heisenberg XYZ 链中热纠缠的影响

采用纠缠度量方法Negativity研究了包含不同方向非均匀磁场自旋为1的两粒子Heisenberg XYZ 链的量子纠缠特性。研究发现,系统处于基态时有量子相变发生,铁磁和反铁磁情形下纠缠的表现行为完全不同,故可以利用这种性质来生成所需纠缠。研究还发现纠缠伴随非均匀磁场的变化有震荡现象,并且x方向和y方向的纠缠存在先消失后复苏现象。纠缠随系统其他参数的变化会因磁场方向的不同而有完全不一样的特征,从而可以通过调节磁场方向、各向异性参数等来提高纠缠值和扩大纠缠范围。     

玻色-爱因斯坦凝聚体中三体和四体相互作用对自旋压缩和量子纠缠的影响研究

自旋压缩和量子纠缠在量子信息处理中有着极为重要而广泛的应用,因此利用玻色-爱因斯坦凝聚中的多体相互作用产生自旋压缩和量子纠缠具有重要意义。研究了玻色-爱因斯坦凝聚的密度较大时,三体相互作用和四体相互作用对自旋压缩和量子纠缠的影响,利用短时近似解析计算了自旋压缩参数和两种不同的纠缠参数。结果表明:在动力学过程中,三体相互作用和四体相互作用能诱导产生自旋压缩和量子纠缠；且四体相互作用比三体相互作用能产生更强的自旋压缩和更好的量子纠缠。     

基于非调制自旋链的量子通信

研究在热平衡状态下,外加均匀静态磁场度和自旋粒子间的耦合度对系统的保真度和纠缠度的影响,提出如何利用它们之间的关系来提高自旋系统中量子态的传输质量。研究结果表明采用非调制自旋链作为长程相互作用自旋系统中量子态的传输信道,量子态的保真度随着自旋粒子间耦合系数的增加而增加,外加静态磁场强度在0~1的范围内时,量子态传输的失真较小。因此在热平衡状态下,选取适当的耦合度和外加均匀磁场强度,无需对自旋系统进行任何操作即可实现量子态的高质量传输。     

利用线性光学器件实现三体纠缠相干态的纠缠交换

利用一个两体最大纠缠相干态作为量子通道,通过线性光学器件实现了连续变量纠缠态的纠缠交换方案。我们采用分束器和相移器这两种线性光学器件,借助量子隐形传态的思想,实现了三体纠缠相干态的纠缠交换,这一纠缠交换只有一种测量过程是失败的,但几率很小。详细的分析显示,当光场平均光子数大于2,成功纠缠交换任意三体纠缠相干态的概率和总平均最小保真度接近1。     

压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子纠缠

用Von Neuman熵研究了压缩真空场与运动二能级原子相互作用的量子体系的量子纠缠特性，讨论了初始压缩真空场的压缩度以及运动原子的场模结构参数对该量子体系纠缠特性的影响。结果表明，原子的运动使系统纠缠度的演化具有严格的周期性；在初始压缩度较大（r〉3）时，除了一些消纠缠点外，系统将长久停留在最大纠缠态，场模结构参数的增大将导致消纠缠次数的增多。     

利用一个两粒子纠缠态实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态

提出利用一个两粒子纠缠态传送N粒子GHZ纠缠态的方案,首先考察三粒子GHZ纠缠态在量子信道是最大纠缠态时情形,然后进一步考察量子信道是非最大纠缠态的情形,发现通过对某些粒子执行H操作和von Neumann测量,并引进两个辅助比特,在非最大纠缠态时还需构造一个幺正变换矩阵,可实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态,最后推广至N粒子,该方案相比其它方案最大的优点是节约了量子信道纠缠资源。     

高斯型耦合下运动原子与压缩真空场的纠缠特性

研究了当耦合系数为高斯型分布时运动原子与压缩真空场的纠缠特性,讨论了原子垂直于腔轴的运动、原子初态、压缩参数r对纠缠度的影响。结果发现:原子速度的增大会使原子与光场的有效作用时间变短,纠缠度也将很快达到最大值。压缩参数r对纠缠度的演化曲线有明显的调制作用,当压缩参数取适当值(如r=2)时,系统可长久停留在最大纠缠态,无消纠缠态或持续地处于消纠缠态。     

非线性Jaynes-Cummings模型纠缠演化和最大纠缠态产生

利用数值计算的方法,研究了Kerr介质腔中的J-C模型二能级原子和单模光场作用过程中信息熵和纠缠演化,得到了Kerr效应对纠缠态纠缠性质的影响。结果表明,Kerr介质对耦合体系的纠缠度有强烈的影响,在合适的Kerr效应下,量子态将长时间保持最大纠缠。     

Fock空间中基于波色双模指数二次型算符的连续变量纠缠态的量子涨落特性

利用线性量子变换理论（LQTT）,导出在Fock空间中连续变量两体纠缠态的量子涨落计算的一般公式,并讨论此纠缠态的压缩特性。通过线性拟合的方法,得到当涨落度和纠缠熵分别出现极值时,态参数之间关系。结果显示当达到较大纠缠时,该态的压缩程度也较大,除此以外还得到了涨落度随参数和纠缠熵的变化关系。同时举例说明此公式在计算双模压缩真空态和单边双模压缩真空态的量子涨落中的应用。     

量子纠缠和量子操作对CHSH量子博弈优越性的影响

已有的大多数有关量子博弈的研究只关注粒子处在最大纠缠态和特定的量子操作时模型的优越性。在实际应用中，所用粒子可能偏离最大纠缠态，量子操作也可能存在一定的偏差。基于此，研究了这两方面对CHSH量子博弈模型优越性的影响。结果表明，当粒子处在特定纠缠态时，量子获胜概率 并不总是大于经典获胜概率 ，采用不同的量子旋转门操作可以达到的最大量子获胜概率 随着量子态纠缠度的增大而增大。在 对应的量子门旋转角附近，某些旋转角范围对应的 变化较小。这些研究对量子博弈的应用提供了理论指导。     

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.