三体量子态的纠缠性质

为了研究多体量子态的纠缠性质,构造了一类三体量子态.利用矩阵分析理论中的分块矩阵、正矩阵、对角占优矩阵的性质,运用量子信息中的值域判据、可分判据,研究了密度矩阵的结构和部分转置;证明了在分割ABC和B-AC下密度矩阵是纠缠的,在分割AB-C下密度矩阵是可分的.由此得到在分割A-BC和B-AC下,量子态是束缚纠缠态,在分割AB-C下量子态是可分态,给出了一类三体量子态在任意两体分割上的纠缠性质.     

利用Peres判据测量混合态量子系统的纠缠

量子纠缠是量子信息和量子计算的关键资源,研究初态为混合态的电荷量子比特与单模量子化光场之间的纠缠,根据Peres的可分离态的密度矩阵部分转置正定（PPT）判据,测量系统的纠缠并观察初态的混合度λ和失谐量△对系统纠缠随时间演化的影响。     

两体量子态可分离性判据

一般情况下,判断一个给定量子态是否为纠缠态以及是否可用于信息处理是一个比较复杂的问题.文中研究了两体量子态的可分离性,通过分析密度矩阵在可分离状态下的展开式以及展开系数之间的关系,给出了两体量子态可分离性的一个新的判据:若量子态可分,则展开系数必满足一定的不等式.此判据仅依赖于系统的维数和密度矩阵的展开系数,而这些数据是易于求得的,使得量子纠缠态的判断简单易行且易于操作,在实际运用中具有理论价值.     

双腔光力学系统的稳态纠缠

为了提高耦合腔光力学系统的稳态纠缠,将光学参量放大器放置到光学腔中并研究了其纠缠状.首先利用量子朗之万方程和线性化处理,求出系统的稳态解; 然后将纠缠负对数作为纠缠判据,对系统的量子纠缠进行数值模拟.研究结果表明,含有光学参量放大器的系统不但可以显著增强稳态力学纠缠,而且可使纠缠不受热库环境温度的影响; 因此,本文方案可为操控力学系统间的量子纠缠提供参考.     

多"原子-腔场"系统中的纠缠交换与纠缠保持

利用量子信息学的观点,将单个原子与单模光场相互作用的J-C模型推广到由M(M为任意正整数)对二能级原子与M个单模腔场分别独立相互作用的组合物理系统模型.通过求解该系统态矢量的演化矩阵分析原子与腔场相互作用的过程,并讨论系统中量子纠缠信息的交换与保持的机理.结果发现:无论原子纠缠态还是光场纠缠态,在一定条件下均可实现纠缠交换或纠缠保持;同时,利用原子与腔场的相互作用可制备不同形式的纠缠态.     

利用多通道的光学超晶格产生对纠缠的连续变量频率梳

提出了一种实验上可行的,通过光学谐振腔内多通道参量下转换过程直接产生多色连续变量对纠缠频率梳的方案,腔内增益介质为周期极化的准相位匹配的钽酸锂(LiTaO3)一维光学超晶格.通过连续变量纠缠判据证明了每个通道中产生的每对参量光之间是相互纠缠的.讨论了对纠缠频率梳的纠缠特性随系统参数的变化.此方案在量子通信网络中有着一定的应用前景.     

一种基于单快拍的DOA估计算法

传播算子方法不需要对数据协方差矩阵进行特征值分解或奇异值分解,较之于传统子空间类算法有更低的运算复杂度.由于传播算子方法要求较大的快拍数,该文提出了一种新的改进方法,在快拍数为1的情况下,构建Toeplitz Hermitian数据矩阵,并将传播算子方法与求根MUSIC算法相结合,很好的实现了信号解相干,具有较好的实时性.仿真结果表明,在一定信噪比下,该算法与前向空间平滑算法相比有略好的性能,能很好的实现信号解相干,同时大大减少运算的复杂度.     

两能级原子与单模场非共振耦合系统中的热纠缠现象

利用共生纠缠度,讨论了非旋波近似下非共振的二能级原子与单光子腔肠的热纠缠现象。结果表明：失谐量并不影响系统热纠缠度的演化;该系统存在一临界温度,当系统温度高于这一临界温度时,原子与腔场的纠缠特性将消失;同时系统耦合系数对系统纠缠度也有较大的影响。     

量子多结构分组纠缠到达时间测量增强方法

根据量子测距原理,采用纠缠压缩态的量子脉冲代替经典的电磁脉冲可极大地提高到达时间的测量精度,但在实际的有损通道当中采用完全纠缠态量子脉冲的测量稳健性很差。相比之下,采用部分纠缠态可以有效地提高测量的稳健性,但其测量精度上会有所下降。鉴于上述的精度与稳健性之间的矛盾问题,提出了多结构分组纠缠的测量方法,并详细推导了纠缠度、量子传输效率与测量精度的之间的关系,得到了在特定量子通道传输效率条件下,纠缠分组结构、量子压缩光子数和最佳的量子纠缠度的选择方法,使得纠缠所能获得的测量精度增益达到最大。     

两量子比特耦合到共同环境系统中纠缠演化特性的研究

通过计算线性熵研究了两量子比特耦合到共同环境系统中纠缠演化特性,讨论了量子比特与环境的相对耦合强度以及两量子比特初始纠缠度对纠缠的影响。结果表明量子比特处于好腔时,线性熵随时间演化呈振荡行为,量子比特和环境的相对耦合强度越大,线性熵稳态值越大;量子比特处于坏腔时,两量子比特与环境之间纠缠产生的阈值时间与两量子比特初始纠缠度无关。     

输出反馈控制器和输出观测器的设计方法

作者提出一个输出反馈配置特征值的新方法。对具有m个输入和r个输出的n阶线性动态系统,特征值的配置问题可以看成是如何找到一个由线性代数方程描述的简单系统来表示(n-m)阶状态反馈控制。将输出反馈配置n个特征值的问题看成由n m阶系统的状态反馈配置n m个特征值,输出反馈的设计就很简单了。     

量子纯态纠缠态的构成与纠缠度

由信息熵定义出发,结合量子力学态矢特性,首次提出多粒子体系纯态纠缠态的构成方法,并给出纠缠度的定义。然后以自旋为1/2的两粒子为例,给出任意态下纠缠度的计算。     

量子移动通信最优纠缠中继与量子搭桥方案研究

根据量子力学原理,量子通信具有经典通信无可比拟的安全保密性,因而成为当前通信领域新的研究热点。量子移动通信是未来量子通信系统的重要组成部分,纠缠中继是量子移动通信的关键技术之一。然而,由于在无线信道上存在各种干扰和噪声,使得量子纠缠态远程传送的实现面临很大困难。为此,本文提出了基于量子态隐形传送的移动纠缠中继和量子搭桥方案,建立了网络的分层结构模型,研究了相关的路由协议(QMRP协议)。分析结果表明,即使在移动终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,该方案仍然可以完成量子态的无线传输,而且其传输时延与链路的距离和基站数目无关,因此,从数据传输时延的观点来看,本方案是最优的。     

色散对T-C模型两原子纠缠演化特性的影响

用部分转置矩阵负本征值,研究了两个原子之间存在偶极相互作用的情况下,再加入三阶色散相后,腔中两原子的纠缠演化。结果表明：色散系数取1时对纠缠量的影响和不加色散介质时相比区别不大,但随着色散系数的增大,原子处于纠缠态的时间变短变多,原子的演化周期明显加速。     

基于纠缠交换(n-1，n)门限量子秘密共享方案

利用量子纠缠交换的思想,给出了一个(n-1,n)门限量子秘密共享方案(QSS)。发送方利用局域幺正操作和纠缠交换,将子秘密分发给每个参与者。双方通过随机非对称使用消息模式和控制模式来保证量子信道的安全。研究表明,本方案是安全的。与采用GHZ纠缠态的量子秘密共享方案相比,本方案具有较高的效率。同时,本方案的实现只涉及Bell态,在现有的技术基础上是可行的。     

N重亏损状态矩阵广义特征向量灵敏度分析

为了克服具有N重特征值的状态矩阵发生亏损现象后对灵敏度分析的制约,本文基于亏损矩阵的若当标准形理论,引入广义特征向量及其伴随向量系,提出了广义特征向量灵敏度的全模态算法。求解亏损矩阵广义特征向量的灵敏度时,发现除一个灵敏度系数为非精确解外,其余灵敏度系数均为精确解。针对非精确解,通过引入松驰因子获得了较好的近似解。数值算例证实该算法适用于N重亏损状态矩阵的灵敏度分析。     

Quantum Entropy of a Cooper-Pair Box in a Single-Mode Cavity Field

A Cooper-pair box biased by a classical voltage and also irradiated by a squeezed state field is considered in order to find new ways to quantum communication and calculation. The quantum dynamics of the Cooper-pair box and the entanglement which is the core theoretics of quantum communication and calculation is investigated in this system, which is related to the squeezing parameter of the squeezed state. A model of Hamiltonian which represents the interaction between box and quantum field is introduced. Finally, the relationship between the entanglement and the squeezing parameter of the squeezed state is demonstrated.     

基于纠缠交换的三方量子安全直接通信

利用纠缠交换的方法提出实现三方安全直接通信的方案.在方案中,位于不同位置的3个合法的参与者通过使用Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态作为量子通道并执行Bell-State态测量实现了三方安全的直接通信.     

Geometric Structures of Stable Time-Variant State Feedback Systems

A new technique for considering the stabilizing time-variant state feedback gains is proposed from the viewpoint of information geometry. First, parametrization of the set of all stabilizing time-variant state feedback gains is given. Moreover, a diffeomorphic structure between the set of stabilizing time-variant state feedback gains and the Cartesian product of positive definite matrix and skew symmetric matrix satisfying certain algebraic conditions is constructed. Furthermore, an immersion and some results about the eigenvalue locations of stable state feedback systems are derived.     

大光子数近似下宏观场与原子相互作用系统的纠缠动力学

研究初始时处于纠缠态的两个宏观场各自独立地与一个原子相互作用的系统的动力学特性,结果表明:当原子与场的作用时间t=(2n+1)π(n^-)^1/2/g时,两个腔场间的纠缠将完全消失,即出现纠缠突然死亡现象(ESD),同时腔场与原子间也无任何纠缠; 当t=2n π(n^-)^1/2/g时,腔场间完全消失掉的纠缠又重新恢复过来并达到最大纠缠,即出现纠缠突然产生现象(ESB); 腔场的平均光子数越大,纠缠保存得越久; 当腔场间的纠缠完全消失时,两个原子处在最大纠缠态上.通过引入3个近似,解决了无法刻画宏观场纠缠的困境,给出了宏观场纠缠的解析解,并通过与建立在Bell -CHSH不等式上的结果进行对比分析,证明了3个近似所带来的误差可以忽略不计.