耦合雙Tavis-Cummings(T-C)模型和海森堡XY雙鏈中的糾纏轉(zhuǎn)移和交換.pdf

1、量子信息科學(xué)是一門新興的交叉科學(xué),它涉及到很多的領(lǐng)域,例如通信、計(jì)算機(jī)、工程和材料等等。量子信息在未來的發(fā)展將會(huì)對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、工程科學(xué)、量子力學(xué)基本理論和信息論等其他學(xué)科帶來一次巨大的革命。量子信息學(xué)的核心內(nèi)容是量子糾纏態(tài),作為一種特殊的量子信道,它一直在量子信息學(xué)的每個(gè)領(lǐng)域中都起著十分重要的作用。隨著對(duì)其研究的增加和深入它在量子通信理論中也日漸的成熟和發(fā)展起來。
　　原子物理與量子光學(xué)相結(jié)合的結(jié)果是腔量子電動(dòng)力學(xué),簡(jiǎn)稱QED。腔Q

2、ED主要研究的內(nèi)容是當(dāng)量子化光場(chǎng)處于特定邊界條件下時(shí)和原子之間的相互作用。對(duì)QED開展理論研究的目的不僅旨在得到該種相互作用的物理現(xiàn)象還意在揭示現(xiàn)象內(nèi)在的本質(zhì)規(guī)律。經(jīng)過近幾年來量子信息興起的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用,腔QED方案被一致認(rèn)為是幾種最有效的量子信息方案之一。除了腔QED以外,人們對(duì)海森堡自旋鏈模型也開展了廣泛的研究,結(jié)果表明,自旋鏈模型因其豐富的糾纏特性也是一種可以實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算和量子通訊的物理系統(tǒng)。故本文主要研究了涉及上述兩種物理體

3、系中的糾纏演化和轉(zhuǎn)移的特性,找到能實(shí)現(xiàn)良好糾纏轉(zhuǎn)移的條件,主要內(nèi)容包括下面兩個(gè)部分:
　　1.研究了由光纖模連接的兩個(gè)Tavis-Cummings模型中糾纏演化和糾纏轉(zhuǎn)移的特性。結(jié)果表明,初始兩原子間的糾纏可轉(zhuǎn)移為另兩原子間的糾纏,在糾纏轉(zhuǎn)移過程中,光纖模起到中間傳遞的作用。糾纏的轉(zhuǎn)移與初始兩原子間的糾纏、原子與腔場(chǎng)的耦合強(qiáng)度以及光纖模與腔場(chǎng)的耦合強(qiáng)度、原子與腔場(chǎng)的失諧量和腔場(chǎng)耗散有關(guān)。初始糾纏決定了另兩原子間糾纏產(chǎn)生的大小;在原

4、子與腔場(chǎng)的耦合強(qiáng)度一定的條件下,隨著光纖模與腔場(chǎng)耦合強(qiáng)度的增強(qiáng),糾纏轉(zhuǎn)移的時(shí)間縮短,且產(chǎn)生的糾纏值增加;腔場(chǎng)耗散對(duì)糾纏演化的衰減影響是顯著的,而失諧量的增加可以有效地抑制這一現(xiàn)象。在整個(gè)糾纏轉(zhuǎn)移過程中,系統(tǒng)中其它任兩子體系間的糾纏起到了橋梁的作用,實(shí)現(xiàn)了兩量子糾纏態(tài)的遠(yuǎn)程傳遞和制備。
　　2.利用海森堡XY雙鏈模型實(shí)現(xiàn)了原子間的糾纏轉(zhuǎn)移和交換。分別研究了原子間初始糾纏狀態(tài),自旋鏈的各向異性以及均勻外磁場(chǎng)對(duì)該模型中原子間糾纏轉(zhuǎn)移和交