环境影响下的量子非局域性研究
在量子信息处理和量子计算的实现过程中，量子纠缠一直以来都是一种非常重要的资源。量子纠缠是存在于两体及两体以上量子体系中的一种量子属性。现在，这种量子属性已可以用于量子密钥分配、量子密集编码、量子隐形传态、量子纠错码和量子计算等诸多方面，是量子信息超越经典信息的力量源泉。由于量子系统和环境会不可避免地发生相互作用，因此研究在环境作用下纠缠的演化是很有意义的。自从纠缠的突然死亡现象被发现以来，人们在实验和理论上对两体系统的纠缠演化都进行了广泛的研究。 多体量子系统在量子信息处理中同样占据着重要作用，因为多体量子系统可以呈现更多两体量子系统所没有的重要特性。但是由于缺乏合适的多体纠缠度量，所以对于多体量子系统，通常是通过测量其违背Bell型不等式的程度来研究它的非局域性。而三体量子系统是最基本的多体量子系统，因此关于三量子体系中空间非局域性质的研究，不仅有助于人们了解不同于两体系统的多体量子体系的新特性，而且对于实现量子信息处理和计算具有非常重要的理论意义。最近，已经有文章通过分析量子态违背MABK不等式的程度证明了三体系统的Bell非局域性的突然死亡现象，这使得量子信息与计算更具有挑战性。在此基础上，我们也将通过分析各种不同类型的Bell不等式的违背情况，来研究三粒子量子态的非局域性演化。对于量子纠缠态的非局域性研究可以使我们更深刻地理解量子力学，同时也更有利于我们理解量子纠缠和量子非局域性的关系，对量子纠缠和非局域性在量子信息学中的发展具有重要意义。 本文的主要工作体现在以下几个方面: 1.考察了由T-C模型和J-C模型组成的体系中三体量子系统非局域性的演化。我们分别考虑三原子初始处于三体最大纠缠态——W态和GHZ态的情况，分析了量子态违背WWZB不等式和Svetlichny不等式的程度。结果表明，三原子的一般三体非局域性和真正的三体非局域性随着时间的演化都存在突然死亡和复苏的现象。 2.研究了振幅阻尼噪声下两体量子系统的纠缠与非局域性。在振幅阻尼噪声作用下，量子态的相干性不可避免会减弱。我们考虑单边和双边两种不同的振幅阻尼噪声分别作用于两体量子初态上，然后研究其Concurrence、量子失谐和Bell非局域性随初始值的变化情况。结果表明，两种噪声下的量子失谐和双边噪声下的Concurrence随初始值的变化与无噪声情况下的变化规律不同;而两种噪声下的Bell不等式值和单边噪声下的Concurrence随初值的变化情况与无噪声的情况类似。 3.讨论了振幅阻尼噪声对三体量子系统的纠缠和非局域性的影响。振幅阻尼噪声对量子态的纠缠和非局域性的影响是不同的。我们考虑不同的振幅阻尼噪声作用于三体的量子态上，然后研究其Negativity和真正的三体非局域性的演化。结果表明，振幅阻尼作用后量子态的Negativity随初值的变化曲线与无噪声下量子态的Negativity随初值的变化不成比例，而其非局域性的演化与无噪声下量子态的非局域性随初值的变化是成比例的。
量子纠缠;非局域性;Bell不等式;振幅阻尼;量子信息处理
安徽大学
硕士
光学
杨青;杨名
2015
中文
O431.2;O413.3
56
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）