海森堡自旋鏈接中的熱糾纏及其在量子信息中的應用.pdf

1、眾所周知，量子力學中最具吸引力的性質是量子糾纏。近年來，人們對量子糾纏進行了廣泛的研究，因為它在量子信息處理過程中扮演著重要的角色，如量子稠密編碼、量子隱形傳態(tài)和量子密鑰分配等。固體系統(tǒng)備受人們青睞，因為它具有潛在的應用價值和在量子通信與信息處理過程中的易集成性和可擴展性。尤其是自旋鏈，被認為是實現糾纏的最佳候選體系。在量子信息處理過程中，與其它物理體系相比，自旋鏈體系具有很大的優(yōu)勢。其中最簡單的海森堡自旋鏈被用來構造量子計算機，能實現

2、量子計算機的物理體系有許多，諸如量子點、核自旋、電子自旋和光晶格等。此外，通過適當地編碼，僅僅海森堡相互作用就足以實現任何量子計算邏輯電路。由于海森堡自旋鏈這些吸引人的性質，在量子信息學中，海森堡自旋鏈體系得到了普遍關注。
　　 論文一共分為五章。第一、二章介紹量子信息論的發(fā)展概況以及關于量子糾纏的一些基本知識。第三章主要研究在考慮均勻外磁場和Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用的情況下，三比特海森堡 XX

3、Z自旋環(huán)中的熱糾纏，并且給出了熱糾纏的解析表達式，從表達式可以看出熱糾纏依賴于各向異性參數 Jz、外磁場 B、DM相互作用參數 D以及溫度 T。結果表明在提高臨界溫度和糾纏區(qū)域方面，DM相互作用參數比其它參數作用更大。文章還計算了參數取不同值情況下的基態(tài)糾纏并給出了發(fā)生量子相變的臨界點的表達式。這些結果表明，通過適當地組合這些可調參數可以產生和提高糾纏度，從而實現糾纏的有效控制。第四章研究不同的 DM相互作用（Dz和 Dx）和磁場對最優(yōu)

4、稠密編碼的作用，使用的量子信道是兩比特海森堡 XXZ自旋鏈中的熱平衡態(tài)。結果表明各向同性參數 J、異性參數Δ和 DM相互作用參數對最優(yōu)稠密編碼起正面作用，而磁場起破壞作用。此外，一般情況下，在實現最優(yōu)稠密編碼方面，反鐵磁體（AFM）比鐵磁體（FM）更理想。在 AFM中，通過比較 Dz和Dx取相同固定的值，給出了在不同Δ取值范圍內更合適的模型。另外還比較了Dz和 Dx對最優(yōu)稠密編碼的作用的差別，闡明它們起主要作用的取值區(qū)域。第五章主要研究