低維磁性材料的糾纏熵、磁性及熱力學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、糾纏態(tài)在量子信息學(xué)中的諸多領(lǐng)域，都占有重要的地位，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其控制和操作，成為量子信息學(xué)實(shí)踐應(yīng)用的關(guān)鍵，而糾纏態(tài)可用糾纏度來(lái)描述，最終可歸結(jié)為對(duì)糾纏熵（von Neumann entropy）的研究上來(lái)。 本文首先運(yùn)用密度矩陣重整化群方法(DMRG)，采用一維Hubbard 模型，對(duì)量子系統(tǒng)在不同條件下的糾纏熵進(jìn)行了研究。我們首先討論了在不同摻雜情況下，糾纏熵的變化規(guī)律，同時(shí)計(jì)算了電荷密度、自旋密度沿鏈的分布情況；接著又計(jì)算了系

2、統(tǒng)在保持半滿情況下，自旋密度及糾纏熵隨外加磁場(chǎng)的變化規(guī)律，分析并討論了它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。我們的研究對(duì)設(shè)計(jì)和合成具有高量子通信量的實(shí)際材料有重要指導(dǎo)意義。 研究表明，摻雜改變了鏈內(nèi)電荷-電荷之間以及自旋-自旋之間的相互作用，導(dǎo)致電荷密度波和駐波狀自旋密度波的產(chǎn)生。這些沿鏈相互作用的改變使得鏈內(nèi)各部位的糾纏熵也發(fā)生了變化。從計(jì)算結(jié)果可以看出，摻雜從整體上提高了系統(tǒng)的量子信息熵，從而提高了鏈間的信息交換量，有利于材料的量子信息通訊。

3、此外，對(duì)系統(tǒng)處于不同外加磁場(chǎng)下的計(jì)算結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)：量子信息熵此時(shí)主要反映自旋間的相互作用，與電荷相互作用無(wú)關(guān)；外場(chǎng)雖能改變鏈內(nèi)不同部位的糾纏熵，但是在低場(chǎng)下不能從整體角度改變熵的大小，也就不能用來(lái)作為提高材料的量子通信能力的方法。接著，我們嘗試采用轉(zhuǎn)移矩陣重整化群方法(TMRG)，對(duì)低維系統(tǒng)在有限溫度下的磁性、熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，分析了順磁中心離子間不同相互作用對(duì)系統(tǒng)性質(zhì)的影響。研究表明：鐵磁、反鐵磁相互作用間的競(jìng)