基于Rényi-α熵的参数化纠缠度量

与各种非参数化纠缠度量相比,参数化纠缠度量显示了其优越性.并发纠缠被广泛用于描述量子实验中的纠缠.作为一种纠缠度量,它与特定Rényi-α熵有关.本文提出了一种基于Rényi-α熵的参数化两体纠缠度量,命名为α-对数并发纠缠.与现有的参数化度量不同,首先定义了纯态的度量,然后推广到混合态.进一步验证了α-对数并发纠缠满足纠缠度量3个条件.展示了对纯态的度量是容易计算的,然而对于混合态,解析计算只适用于特殊的双量子位态或特殊的高维混合态.因此,本文致力于建立一般两体态α-对数并发纠缠的一个下界.令人惊讶的是,这个下界是这个混合态的正部分转置判据和重排判据的函数.这表明了3种纠缠度量之间的联系.有趣的是,下界依赖于与具体态相关的熵参数.这样我们可以选择适当的参数α,使得Gα(ρ)≫0用于特定态ρ的实验纠缠检测.此外,计算了isotropic态的α-对数并发纠缠的表达式,并给出了d=2时isotropic态的解析表达式.最后,讨论了α-对数并发纠缠的的单配性.建立了两个量子比特系统中并发纠缠和α-对数并发纠缠之间的函数关系,然后得到了该函数的一些有用性质,并结合Coffman-Kundu-Wootters(CKW)不等式,建立了关于α-对数并发纠缠的单配性不等式.最终证明了单配性不等式对于α-对数并发纠缠是成立的.

Dzyaloshinskii-Moriya相互作用下Ising模型的线性熵测不准关系

以Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用下两比特Ising模型为研究对象,研究了耦合强度、DM相互作用和环境温度对该自旋模型中的线性熵测不准关系(entropy uncertainty relation,EUR)的影响,同时分析了系统热纠缠随环境温度的变化,并将热纠缠与线性熵测不准关系做了对比.研究表明,系统线性熵不确定度、热纠缠的变化趋势取决于环境参数的选择,且二者整体演化行为近似反相关.此外,对一组完备的互无偏基在选择不同测量基组合情况下,测不准关系的下界会随着测量基个数的不同而变化;而且这种线性熵测不准关系在特殊条件下可化为等式,其下界与具体观测量选取无关.与以往量子存储辅助熵测不准关系相比,线性熵测不准关系可为精密测量提供有益的参考.

五维Gauss-Bonnet纯时空下全息纠缠熵解析约束方程

引力/规范场论对偶作为研究黑洞以及量子引力性质的一种有力工具,其各种修正模式也得到越来越多的研究.Gauss-Bonnet修正描述了量子或者弦效应对时空本身的高阶曲率修正,对理解量子引力具有重要作用.由于其度规的复杂性,研究Gauss-Bonnet时空与规范场论对偶时,一般采用数值计算的方法得到全息纠缠熵的一些性质,利用反德西特时空/共形场论(AdS/CFT)对偶理论推导了五维Gauss-Bonnet纯时空下全息纠缠熵所对应的极值面应该满足的解析约束方程,为更进一步推导Gauss-Bonnet黑洞时空下全息纠缠熵的解析演化提供了新的基础.

Three-qubit海森堡XYZ各向异性自旋链系统QMA熵不确定度的量子调控

本文研究了three-qubit海森堡XYZ各向异性自旋链系统各项参数和外加磁场对量子存储支撑(Quantum memory assisted,QMA)熵不确定度及其下限的调控行为,以及对被测系统与存储系统之间量子纠缠的影响.结果表明:增大系统的Dzyaloshinski-Moriya(DM)相互作用强度、降低系统温度、增大沿Z正方向磁场强度可以提高被测系统与存储系统之间的量子纠缠,降低系统QMA熵不确定度及其下限,被测系统与存储系统之间的量子纠缠与QMA熵不确定度及其下限呈类反相关.

基于量子开关的量子纠缠分发基本限制突破

为解决纠缠分发中量子信息在信道中传输极易出现信息丢失导致纠缠分发速率低的问题,提出利用量子开关传输量子信息。针对量子开关的信息传输能力,设计基于量子开关的自适应纠缠分发协议,确定基于量子开关的两步纠缠分发容量;利用信道的量子隐形传态模拟方法推导出容量上界,并利用哈希不等式推导出容量下界。仿真结果表明,所提方法的容量下界基本上突破了传统量子信道的容量上界,为实现量子信息的高速率传输提供了可行思路。

两纠缠原子与光场相互作用系统场熵演化特性

研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性，运用全量子力学理论和数值方法，讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响。

与两等同Bell态纠缠原子相互作用光场的量子场熵

利用全量子理论,并通过数值计算,研究了初始处于Fock态的单模光场与两等同双能级纠缠原子单光子共振相互作用过程中单模光场量子场熵的时间演化特性.结果发现:当两原子初始处于第一种Bell态时,光场量子场熵的时间演化周期为π/g2(2n+1)～1/2;随着初始光强的增大,光场与原子之间的量子纠缠现象减弱;特别是当时间t为演化周期的整数倍时,场-原子系统处于退纠缠状态.当两原子初始处于第二种Bell态时,光场量子场熵不随时间变化,恒为零.当两原子初始分别处于第三种和第四种Bell态时,光场量子场熵的时间演化曲线呈现不等幅周期振荡现象;并且随着初始光场光子数的增加,光场量子场熵的振荡周期逐渐增大,但振荡幅值逐渐减小.

两纠缠原子与光场相互作用系统场熵演化特性

研究了两纠缠原子与相干态光场相互作用系统场熵的时间演化特性,运用全量子力学理论和数值方法,讨论了初始两原子所处的纠缠状态、纠缠度和腔内光场的强弱对场熵的影响.随着光场平均光子数的增加,系统场熵均值和振荡频率增大;光场较弱时,场熵呈现一定的周期性振荡;光场增强后,场熵呈现出周期性的崩塌与回复,且随初始两原子纠缠度的增加,场熵的振幅增大.

2n量子系统二参量一类态的量子相对熵纠缠度

对于任意的两体量子系统,总可以通过局域操作和经典通讯变换成二参量的一类态。本文计算了2n量子系统的两参量一类态的量子相对熵纠缠度,找到了与其最接近的可分离态,得出了具体的解析表达式,并与其他纠缠的度量—负值度和形成纠缠度作了比较,三种纠缠的度量从大到小的依次为负值度、形成纠缠度和量子相对熵纠缠度。

V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用量子约化熵研究了V型三能级原子与双模奇偶纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性。分析了光场的失谐量、平均光子数、原子的初态及光场纠缠度对场熵的影响。结果表明:增大失谐量或光场强度,场熵都能呈现出崩塌-回复现象,并且回复的周期也逐渐增大,而失谐量增大,场熵的平均值减小,光场增强,场熵的平均值增大;原子初态处于激发态或叠加态比基态的场熵平均值大;增大双模光场间的纠缠度,场熵的平均值和振幅都有所减小。

Stark位移对混态J-C模型中熵和纠缠的影响

考虑一个二能级原子与单模热光场经由双光子过程耦合,采用量子约化熵研究了原子和场的约化熵变化规律,用共生纠缠度(Concurrence)研究了原子与场之间的纠缠演化。借助于数值计算方法,详细分析了在混态J-C模型中,Stark位移和平均光子数对约化熵变和纠缠的影响。结果表明在Stark位移影响下,原子和光场的约化熵变化量均减小。选择适当的原子初态,可以使得原子的约化熵和光场的约化熵发生交换。此外,考虑Stark位移时,原子与光场之间纠缠的最小值增大,原子与光场不再出现退纠缠态。

一种基于von Neumann熵的双路径纠缠量子微波信号生成质量评估方法

针对目前没有合适的方法从产生方来表征纠缠量子微波信号的质量好坏,提出了一种基于von Neumann熵的双路径纠缠量子微波信号生成质量评估方法.利用双模压缩真空态描述了纠缠量子微波的信号格式,给出了光子数与压缩参量之间的函数关系,以熵评估纠缠态信号所占比例,分析了熵与压缩参量和光子数之间的关系.仿真结果表明,纠缠量子微波信号中的光子数是由压缩参量决定的,它们之间呈指数平方的规律性变化;熵随着压缩参量的增大而减小,但是减小的趋势越来越平缓,近似呈负指数关系,熵的极限值约为65%.研究结果表明,通过选择合适的压缩参量可以提高纠缠微波信号生成质量以满足实际需要,因此,本研究对于生成双路径纠缠量子微波电路参数选择、提高系统可用性提供了方法和依据.

纠缠Ξ-型三能级原子与纠缠腔场相互作用熵的纠缠演化

文章利用一对处于纠缠态的Ξ-型三能级原子与一对处于纠缠态的单模腔场,初始时刻原子与腔场之间互不纠缠,使其中一个原子与一个腔场发生相互作用,即纠缠交换,合适选择相互作用时间就可实现原子与腔场之间产生纠缠,并研究了系统原子熵的演化特性,运用量子熵理论,讨论了原子-腔场的耦合常数对原子熵的影响,结果表明:原子与光场跃迁耦合常数对系统熵的最大纠缠度有影响.当原子与光场两种跃迁耦合常数之比k值增大时,最大纠缠度在减小;当k增大到某一程度时,系统熵随时间周期性变化,并出现双峰现象.

冯·诺依曼熵及纠缠度

本文利用量子变换理论,得到了相对熵及其纠缠度简洁的计算公式,为量子纠缠态的分析提供了方便的理论工具。

双量子系统任意态的条件熵纠缠度

从量子纠缠的熵特征 -负值量子条件熵出发 ,我们提出了双量子系统任意态的新的纠缠量度 -条件熵纠缠度。我们证明了条件熵纠缠度具有纠缠的单调性 ,满足作为一个好纠缠量度的基本条件。作为一个应用 ,我们利用条件熵纠缠度研究了同时与真空腔场相互作用的两个全同二能级原子之间的纠缠。我们讨论了两原子初态对所考虑系统条件熵纠缠度的演化 ,并将其演化规律与concurrence作了比较。我们的结果表明 :条件熵纠缠度能够作为一个双量子系统任意态的、容易解析计算的纠缠量度。

Bell态原子与双模纠缠相干光场相互作用的场熵演化特性

运用全量子理论研究了初始处于Bell态β_)或β_)的两原子与双模纠缠相干光场相互作用系统中场熵的演化特性.分析了光场强度、光场纠缠度及原子间相互作用强度对场熵演化特性的影响.结果表明:原子初态处于β_(11)>时,场熵始终为零;原子初态处在β_(01))时,增大光场强度场熵的时间演化曲线逐渐变成较规则的振荡曲线,原子间的相互作用强度对双原子间纠缠度有显著的非线性调制作用.

双模纠缠相干态的von Neumann熵和纠缠

根据双模纠缠相干态的定义,研究了体系参数和von Neumann熵之间的关系。结果表明,参数μ、v和r对von Neumann熵有影响,当μ=-v且r较小时,体系的von Neumann熵较大,即体系中两个部分的量子纠缠度较大。

原子的选择测量对原子纠缠特性和场熵的影响

考虑初始处于W态的三个二能级原子,将其中两个原子同时注入处于真空态的单模腔中,并与光场发生共振相互作用的情况.采用数值计算方法,通过对是否进行原子态选择性测量情况下,腔内原子间的纠缠性质和场熵的比较,讨论了对腔外原子的态选择性测量对腔内原子间的纠缠性质和场熵演化的影响.研究结果表明:对腔外原子的选择性测量,可增强腔内原子间的纠缠,但会减弱腔内原子与光场的关联.

T-C模型中纠缠原子与相干态光场相互作用的场熵演化特性

利用全量子理论,研究了一对纠缠原子与相干态光场相互作用中场熵的演化特性.讨论了原子间偶极-偶极相互作用、光场强度与2原子纠缠度对场熵演化特性的影响.结果表明:原子间偶极-偶极相互作用强度增加使场熵的演化周期增大;初始光场强度增加,场熵平均值先增大后减小,振荡周期变大;场熵平均值随初始纠缠度增大反而减小,但振荡幅度随初始纠缠度增大而增大.

Jaynes-Cumming模型中几种量子纠缠测量熵的比较

通过求解二能级Jaynes-Cummings模型,得到J-C模型中原子与光场的约化密度矩阵,并通过原子与光场的约化密度矩阵计算量子线性熵、von Neumann熵与原子Wehrl熵,给出熵随时间的演化关系,利用上述三种量子熵分别对量子纠缠进行测量,并分析系统量子熵与系统量子布洛赫球面结果的关系,研究发现上述三种熵随时间演化结果相似,都可以作为量子纠缠的测量理想的工具。