納米磁性分子量子效應(yīng)的理論研究.pdf

1、本報(bào)告研究了納米磁性分子的量子效應(yīng)以及在NMR模型中最大糾纏態(tài)的單步實(shí)現(xiàn).研究?jī)?nèi)容主要包括以下四個(gè)方面:(1)我們按照Grover算法的另一個(gè)版本,提出利用磁性分子Mn<,12>在多頻相干磁脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)信息存貯裝置的新方案.信息的讀入分兩個(gè)步驟:第一步是實(shí)現(xiàn)一個(gè)中間態(tài)|ψ(T<,1>)>;第二步是達(dá)到信息編碼的態(tài)|ψ(T<,2>)>.我們計(jì)算了實(shí)現(xiàn)信息讀入的所有控制參數(shù),而且要求磁脈沖的作用時(shí)間少于Mn<,12>分子中量子態(tài)的退相干

2、時(shí)間.我們?cè)O(shè)計(jì)的方案可以使所有的信息態(tài)重新回到中間態(tài).(2)研究了單軸亞鐵磁粒子在外加任意方向磁場(chǎng)時(shí)的量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變.在橫向和縱向磁場(chǎng)共存的情況下,我們計(jì)算了一階和二階轉(zhuǎn)變之間的相界線,并由此給出了相圖.研究顯示,對(duì)于不同的非補(bǔ)償相對(duì)大小,外加縱向磁場(chǎng)對(duì)量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變的影響是非常不同的.(3)研究了雙軸亞鐵磁粒子在外加沿難軸方向磁場(chǎng)時(shí)的量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變.與不同方向磁場(chǎng)的結(jié)果比較,發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)沿難軸時(shí)相圖的定性行為不同于磁場(chǎng)沿中間軸時(shí)的相圖.研

3、究顯示,在約束條件下的參數(shù)范圍內(nèi)沿難軸方向的磁場(chǎng)有利于一階量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變發(fā)生.這個(gè)結(jié)果預(yù)期在磁性分子Fe<,8>和Fe<,4>的實(shí)驗(yàn)中被驗(yàn)證.(4)提出一個(gè)在NMR模型中實(shí)現(xiàn)多量子比特最大糾纏態(tài)的單步操作方案.我們解析得到實(shí)現(xiàn)雙量子比特的Bell態(tài)和三量子比特的GHZ態(tài)相應(yīng)的磁脈沖參數(shù),如頻率、相位、振幅以及脈沖作用時(shí)間等.本方案可以推廣到產(chǎn)生N量子比特的糾纏態(tài).發(fā)現(xiàn)用于數(shù)值計(jì)算磁脈沖參數(shù)的兩個(gè)規(guī)律,這兩個(gè)規(guī)律分別對(duì)應(yīng)產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)量子比特