XY和J-C模型中量子糾纏和光場量子效應(yīng)的研究.pdf

1、在1935年，愛因斯坦等人提出EPR佯謬時，物理學(xué)家已經(jīng)注意到量子態(tài)的糾纏特性。隨著量子信息論的發(fā)展和量子計算機的提出，量子糾纏己作為一種重要的資源應(yīng)用于量子計算、量子信息和量子通信中。利用糾纏可以實現(xiàn)超密集編碼、量子隱形傳態(tài)和量子遠程計算等經(jīng)典方法難以實現(xiàn)的技術(shù)，具有天然保密、超高速度、超大容量的特點。是實現(xiàn)量子信息技術(shù)的基本資源。對量子糾纏的深入研究無論是對于量子信息的基本理論還是對未來潛在的實際應(yīng)用都將產(chǎn)生深遠的影響。在量子信息處

2、理，特別是量子計算的物理實現(xiàn)中，由于固體系統(tǒng)具有可擴展性和易集成性，是最有希望進行大規(guī)模量子計算的物理系統(tǒng)。大量的文獻表明，固體中的自旋鏈是實現(xiàn)量子計算和量子通訊的物理系統(tǒng)之一。在眾多的實現(xiàn)方案中，往往需要量子糾纏這種物理資源及其控制糾纏的方法等。另外，對自旋鏈這類多體系統(tǒng)糾纏的研究有助于解釋和發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象。 糾纏和非經(jīng)典效應(yīng)都是經(jīng)典理論所不能解釋的非經(jīng)典現(xiàn)象，已證明糾纏的大小與非經(jīng)典性質(zhì)的強弱存在一一對應(yīng)的關(guān)系。另外，利用

3、分束器產(chǎn)生量子糾纏的必要條件是輸入態(tài)具有非經(jīng)典性質(zhì)。本文研究了外磁場下XY模型中的兩量子位的熱糾纏以及非簡并k光子J．C模型中光場的量子統(tǒng)計特性，主要內(nèi)容包括下面兩部分： 1.在海森堡XY模型中，為了統(tǒng)一研究均勻磁場和非均勻磁場對系統(tǒng)熱糾纏的影響，我們在兩個量子位分別施加獨立可控的外磁場(B+b)和(B-b)。發(fā)現(xiàn)在均勻磁場和低溫條件下的糾纏度有一個穩(wěn)定的平臺區(qū)并發(fā)生糾纏突變?？刂拼艌霾痪鶆蚨?和選擇合適的物質(zhì)材料可以獲得最有利

4、的糾纏，并大大提高系統(tǒng)退糾纏的臨界溫度Tc。調(diào)節(jié)磁場B的大小，可以在更寬的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)此體系的糾纏開關(guān)。 2.考慮雙模糾纏相干光場，將其中一束光注入一個存在二能級原子的腔中并與它們發(fā)生非共振k光子相互作用過程，系統(tǒng)在腔QED演化過程中，我們對原子作選擇性的測量，通過操縱相互作用時間以及改變失諧量，可以控制未參加相互作用光場的量子統(tǒng)計性質(zhì)。即在一定范圍內(nèi)可調(diào)控光場的反聚束和壓縮效應(yīng)，并可改變其非經(jīng)典效應(yīng)的強弱。這樣，我們利用相干