自旋鏈系統(tǒng)中的量子關(guān)聯(lián)研究.pdf

1、作為量子信息與量子計(jì)算的重要資源,量子糾纏已經(jīng)激發(fā)起各物理領(lǐng)域?qū)W者的研究興趣。然而隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)即便沒有糾纏(如分離態(tài)),仍存在可以實(shí)現(xiàn)某種超越經(jīng)典量子計(jì)算加速任務(wù)的量子關(guān)聯(lián)。這意味著,糾纏并不是唯一可利用的量子關(guān)聯(lián)。為了表征量子態(tài)中總的量子關(guān)聯(lián),Ollivier等人提出了量子失協(xié)的概念。量子失協(xié)可量化分離態(tài)中的量子關(guān)聯(lián)。接著,幾何量子失協(xié),MID等量子關(guān)聯(lián)度量方法也相繼被提出。研究表明量子失協(xié)、MID是比糾纏更為一般的量子資

2、源。由于糾纏和比糾纏更為一般的量子關(guān)聯(lián)都是重要的量子資源,故對(duì)它們進(jìn)行多方面的理論分析具有重要意義。在此背景下,本文就自旋鏈系統(tǒng)中量子關(guān)聯(lián)問題展開了研究,主要內(nèi)容有:
　　1、分析了分別與各自處在橫場(chǎng)中的Ising鏈相耦合的兩qubit系統(tǒng),發(fā)現(xiàn):在量子臨界環(huán)境,量子失協(xié)比量子糾纏的動(dòng)力學(xué)演化行為更復(fù)雜,會(huì)出現(xiàn)周期性恒穩(wěn)不變現(xiàn)象,這個(gè)穩(wěn)定值維持的時(shí)間長(zhǎng)短受自旋鏈粒子數(shù)和初始參數(shù)的雙重影響,且只有在粒子數(shù)和初始參數(shù)選取合適時(shí),才會(huì)較

3、長(zhǎng)時(shí)間處于恒穩(wěn)狀態(tài)。
　　2、研究了與各自自旋鏈環(huán)境相互耦合的qubit-qutrit動(dòng)力學(xué)演化行為,討論了各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)演化的影響。發(fā)現(xiàn):很弱的外界磁場(chǎng)條件下,當(dāng)負(fù)DM作用強(qiáng)度的絕對(duì)值與各向異性參數(shù)近似相等時(shí),量子關(guān)聯(lián)的延時(shí)作用表現(xiàn)得最為顯著。正的DM作用強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)時(shí)間演化起抑制作用。當(dāng)外界磁場(chǎng)很強(qiáng)時(shí),negativity和幾何量子失協(xié)都會(huì)以振蕩的高斯包絡(luò)形式衰減,且對(duì)DM作用表現(xiàn)得非常敏感。此外,初始參數(shù)p的不同,會(huì)導(dǎo)致n

4、egativity和幾何量子失協(xié)的大小關(guān)系也不同,negativity并不是總大于幾何量子失協(xié),且p會(huì)導(dǎo)致幾何量子失協(xié)發(fā)生突變現(xiàn)象,negativity則不會(huì)。在分離態(tài)時(shí),幾何量子失協(xié)和糾纏都不復(fù)存在,但MID仍可觀測(cè)到,體現(xiàn)出其獨(dú)特的性質(zhì)。
　　3、探究了qubit-qutrit海森堡系統(tǒng)中熱關(guān)聯(lián)的性質(zhì)。在低溫弱磁條件下,糾纏比幾何量子失協(xié)量值大,糾纏突然消失的臨界溫度與DM相互作用強(qiáng)度有關(guān)。高溫時(shí),幾何量子失協(xié)比糾纏更容易存活