量子態(tài)在海森堡自旋鏈中的傳輸.pdf

1、量子通信是量子物理和信息科學(xué)研究的熱點(diǎn)，與之密切相關(guān)的量子糾纏效應(yīng)是通信過(guò)程中不可缺少的資源，固體自旋系統(tǒng)中的海森堡自旋鏈?zhǔn)菍?shí)現(xiàn)量子糾纏的重要載體，以海森堡自旋鏈作為量子信道受到了物理學(xué)家們的廣泛關(guān)注。本文研究了海森堡XXZ自旋鏈中有限溫度下的糾纏特性，以及量子態(tài)在海森堡自旋鏈中傳輸，主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)部分：
　　研究了有限溫度下，不同海森堡自旋中的糾纏行為。首先采用負(fù)值度作為度量方法，計(jì)算了處于不均勻磁場(chǎng)中自旋為1/2的各向異

2、性海森堡鏈兩格點(diǎn)的糾纏，發(fā)現(xiàn)了自旋-軌道相互作用以及不均勻磁場(chǎng)保持不變，系統(tǒng)中負(fù)值度隨各向異性參數(shù)增大到最大值，然后保持不變，表明兩粒子之間的糾纏處于穩(wěn)定。研究了處于均勻磁場(chǎng)中自旋為1以及混合自旋(1/2,1)正方形四格點(diǎn)和正六邊形六格點(diǎn)的海森堡XXZ自旋系統(tǒng)的負(fù)值度，分析了負(fù)值度與各向異性參數(shù)以及外磁場(chǎng)的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)自旋為1的四格點(diǎn)自旋鏈中，在各向異性參數(shù)保持不變時(shí)，近鄰兩粒子之間的負(fù)值度，隨外磁場(chǎng)變化曲線呈現(xiàn)了平臺(tái)形狀，表明系統(tǒng)中存在

3、著躍變磁場(chǎng)。發(fā)現(xiàn)在混合自旋系統(tǒng)中，在外磁場(chǎng)保持不變時(shí)，四格點(diǎn)和六格點(diǎn)海森堡鏈中粒子1和2之間的負(fù)值度隨各向異性參數(shù)變化，在各向異性參數(shù)為1時(shí)出現(xiàn)一個(gè)極小值點(diǎn)，表明在該處基態(tài)發(fā)生了改變。同時(shí)在各向異性參數(shù)保持不變時(shí)，負(fù)值度隨外磁場(chǎng)的變化曲線為平臺(tái)形狀，不同各向異性參數(shù)取值，出現(xiàn)的平臺(tái)的個(gè)數(shù)不同。
　　研究了量子態(tài)在處于不均勻外磁場(chǎng)自旋1/2海森堡XXZ自旋鏈中的傳輸。首先在有限溫度下，采用共生糾纏度的概念計(jì)算了最大糾纏態(tài)在自旋鏈中傳

4、輸后系統(tǒng)中的糾纏度，發(fā)現(xiàn)在無(wú)磁場(chǎng)，系統(tǒng)為各向同性時(shí)，共生糾纏會(huì)為1，表明在該種情形下傳輸后的量子態(tài)和初始態(tài)相同。利用平均保真度FA的概念，計(jì)算了量子態(tài)在自旋鏈中傳輸?shù)谋Ｕ娑扰c系統(tǒng)中各X、Y方向的耦合常數(shù)J、Z方向的耦合常數(shù)Jz、自旋-軌道相互作用Dz以及不均勻磁場(chǎng)B，b的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)在J=2，B=0，Jz=1時(shí)，F(xiàn)A關(guān)于Dz=0和b=0對(duì)稱，且值均大于2/3。同樣分析了在Jz=1，B=0，Dz=1時(shí)，平均保真度隨J和b的變化，發(fā)現(xiàn)平均保真